NO172558B - Islager- og distribusjonsenhet - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører en islager- og distribusjonsenhet, slik det nærmere fremgår av ingressen til det etterfølgende selvstendige krav.

En isproduksjonsenhet av denne type er kjent fra NO-patent-søknad nr. 853729.

Tidligere ble is transportert i "tørr" partikkelform ved å blåse den med luft gjennom rør. Det er vesentlig at partiklene har så liten innblanding av flytende vann som mulig for å redusere vekten av partiklene og for å unngå konglomerering av disse. Det er vanskelig å oppnå perfekt "tørre" ispartikler, derfor er ispartiklene tilbøyelige til å være tunge og konglomererer til å danne store ispartikler. Energibehovene for å transportere partiklene er høye, og tilstopping av transportrørene kan oppstå.

Det er derfor et formål med den foreliggende oppfinnelse å unngå eller imøtegå de ovenfor nevnte ulemper.

I samsvar med den foreliggende oppfinnelse er det til-veiebragt en islager- og distribusjonsenhet av den inn-ledningsvis nevnte art, som kjennetegnes ved at denne videre omfatter en resirkuleringsledning som forbinder isutløpet til tanken for å resirkulere utløpsisvellingen til tanken, og at minst ett væskeinnløp er forbundet til isutløpet før resirkuleringsledningen for innføring av væske i den agiterte is utsluppet fra tanken for å tilveiebringe en utløpsisvell-ing, hvilken resirkuleringsledning resirkulerer utløps-isvellingen etter at væsken er innført i den agiterte is.

Med den foreliggende oppfinnelse kan en velling av is og saltvann eller saltoppløsning adskilles slik at isen kan lagres og deretter hurtig transporteres etter behov. Med den foreliggende oppfinnelse kan isen også lagres uten å måtte lagre en stor vannmengde i tillegg, men kan fortsatt transporteres. Den foreliggende metode for lagring og distribusjon av is gjør det også mulig å transportere isen ved bruk av mindre energi, og med en lavere tilstoppings-tendens av is i transportørene enn med tidligere kjente metoder.

Det er vist istilvirkningsmaskiner i US-patent nr. 4551159 (Goldstein) utstedt 5.11.1985 og US-patentsøknad nr. 739225 (Goldstein) inngitt 30.5.1985. Disse ismaskiner produserer en velling av fine ispartikler i saltoppløsning.

Foretrukne utførelser av oppfinnelsen vil nå bli beskrevet, kun som eksempler, med henvisning til de vedlagte tegninger hvor: Fig. 1 er en skjematisk fremstilling av en islager- og distribusj onsenhet; Fig. 2 er en skjematisk fremstilling av en alternativ utførelse av islager- og distribusjonsenheten ifølge fig. l; fig. 3 er en skjematisk fremstilling av nok en alternativ utførelse av islager- og distribusjonsenheten ifølge fig. 1; Fig. 4 er en skjematisk fremstilling av nok en alternativ utførelse av enheten ifølge fig. 1; Fig. 5 er en skjematisk fremstilling av en anordning for å lagre og transportere en velling av is og saltopp-løsning; Fig. 6 er en skjematisk fremstilling av en alternativ utførelse av anordningen ifølge fig. 5 for å lagre og transportere en is- og vannvelling; Fig. 7 er en skjematisk fremstilling av en alternativ utførelse av anordningen ifølge fig. 5 for å lagre og transportere en velling av is, saltoppløsning og vann; Fig. 8 er en skjematisk fremstilling av en alternativ utførelse av anordningen ifølge fig. 6 for å lagre og

transportere en velling av is, saltoppløsning og vann;

Fig. 9 er et sideriss i delvis snitt av en skovlanordning

som benyttes i enhetene ifølge fig. 1-8;

Fig. 10 er et riss nedenfra av skovlanordningen ifølge fig.

9;

Fig. 11 er et sideriss av en alternativ utførelse av en skovlanordning for benyttelse med anordningen ifølge fig. 1-8; Fig. 12 er en alternativ utførelse av en islager- og dis tribusjonsenhet; og Fig. 13 er nok en alternativ utførelse av en islager- og

distribusjonsenhet.

Det vises først til fig. 1 hvor det kan ses at en isopp-bevaringsenhet 10 innbefatter en lager- og separeringstank 12. Et velling-innløp 14 er plassert nær tankens 12 bunn 16 og forbinder en isgenererende enhet 18 til tanken 12. Også ved tankens 12 bunn 16 er et par 20 væskeutløpsledninger 21,22 hvor en av disse 21 fører til en tapping, og den andre av disse 22 er forbundet til et saltvannsinnløp 23 og fører til innløpet 24 hos den isgenererende enhet 18. Over vellingsinnløpet 14, er et innløp 25 for tilsatsvann for å tillate strømning av tilsatsvann inn i tanken 12.

I den øvre del 26 av tanken 12 er en nivå-styreanordning 28 plassert. Inntil denne styreanordning 28 er en skovlanordning 30 innbefattende tre skovler 32 montert på en roterbar aksel 34. Denne aksel 34 forløper gjennom toppen 36 av tanken 12 hvor den er forbundet til en motor 38. Inntil skovlene 32 er et isutløp 40.

Et saltvanns-materør 42 er forbundet i en ende til tanken 12 og i den andre enden til isutløpet 40. Isutløpet fører til en pumpe 44 som er koplet til et distribusjonsrør 46. Et resirkuleringsrør 48 er forbundet i en ende til distribu-sjonsrøret 46 og i den andre ende til tanken 12.

Driften av enheten vil nå bli beskrevet med henvisning til fig. 1. En velling av ispartikler og saltvannsoppløsning genereres i den Isgenererende enhet 18, og innføres I lager-og separeringstanken 12 gjennom vellinginnløpet 14. Denne isgenererende enhet 18 er vist i US-patentsøknad nr.739225.

Isen og oppløsningen kan separeres i tanken til et isskikt 17 og et vaeskebad 19. Væsken fra væskebadet kan resirkuleres tilbake til den isgenererende enhet 18 for å generere ytterligere velling eller kan avtappes. Is kan kontinuerlig genereres og mates inn i tanken 12 for å bygge opp et isskikt i tanken 12. Nivådetektoren benyttes til å måle isnivået i tanken og tilstrekkelig tilsatsvann tilføres tilsatsvann-innløpet 25 for å opprettholde isskiktet i nivå av skovlene 32. Skovlene eller bladene 32 roteres med motorene 38 for å avskrape overflaten av isskiktet. Den avskrapede, hovedsakelig væskefri is slippes ut gjennom isutløpet 40 og blandes med væsken fra væskebadet gjennom saltoppløsnings-materøret 42. Den resulterende velling føres gjennom pumpen 44 og resirkuleres til tanken 12 gjennom resirkuleringsrøret

48. Den resirkulerte is er tilbøyelig til å sammensmelte med større ispartikler som allerede er tilstede i tanken for å skape større, enklere tappede ispartikler. Om is trengs resirkuleres ikke isen til tanken gjennom resirkuleringsrøret 48, men sendes isteden direkte gjennom distrubusjonsrøret 46 til det ønskede sted. Fig. 2 viser en alternativ utførelse av islager- og distribusjonsenheten som vises i fig. 1. Elementer like med de vist i fig. 1 er indikert med de samme henvisningstall etterfulgt av etterstavelsen "A". I denne utførelsen er anordningen og driftsmåten lik med den vist i fig. 1, bortsett fra at ferskvann tilsettes isen i isutløpet 40A gjennom et ferskvannsrør 50 istedenfor saltvann. Eventuelt kan ferskvann også sprøytes på overflaten av isskiktet i karet gjennom et munnstykke for å rense ut mulig saltvann innblandet i isskiktet. Fig. 3 viser nok en alternativ utførelse av islager- og distribusjonsenheten vist i fig. 1. Elementer like med de vist i fig. 1 er indikert med samme henvisningstall etterfulgt av en "merking" lagt til for tydeliggjøring. I denne utførelsen er anordningen og driftsmåten lik med de vist i fig. 1 og 2 bortsett fra at salt og ferskvann tilsettes isen i isutløpet 40' gjennom saltvanns-materøret 42' og et ferskvannsrør 50' respektivt. Selv om det ikke er vist, kan ferskvannsrøret 50' og saltoppløsnings-materøret 42' være forbundet til pumpens 44' utgang i motsetning til isutløpet 40' . Fig. 4 viser nok en alternativ utførelse av enheten. Elementer like med de vist i fig. 1 er indikert med de samme henvisningstall, etterfulgt at etterstavelsen "B". I denne utførelsen er anordningen og driftsmåten lik med de i fig. 1, bortsett fra at utløpet 40 B utgår direkte i en beholder 52 ved hjelp av tyngden, istedenfor at den blir pumpet som en velling.

Det vises til fig. 5 hvor det kan sees at en isgenererende enhet 111 innbefatter en separeringstank 110 med sirkulært tverrsnitt og en lagertank 112 med kvadratisk tverrsnitt.

En drenering 114 er plassert i bunnen 113 av separeringsbeholderen 110 og et par diametralt motstående Innløp 116 for tilsatsvæske er plassert over tappingen. Disse innløp 116 er rettet tangensielt i forhold til tanken 110. En ledning 115 for tilsatsvann er koplet til innløpene 116 og en forkjøler 117 er plassert i tilsatsvannledningen for å forkjøle tilsatsvannet.

Plassert inne i beholderen 110 er et første is- og saltvanns-innløp 118 innbefattende et horisontalt rør 120 som forløper tvers over beholderen 110 under tilsatsvæske-innløpet 116 og et par stigerør 122 som forløper fra dette. Disse stigerør har åpninger 124 i sine øvre ender 126, gjennom hvilke is og saltoppløsning entrer tanken 110. En nivå-styreanordning 128 er tilknyttet innløpet for å opprettholde is- og væskenivået i tanken 110 ved en forhåndsbestemt høyde. En tids-styreenhet 119 kan benyttes til å justere nivået.

Over stigerørene 122 er en skovlanordning 130 plassert. Denne anordning 130 innbefatter tre skrapeskovler 131 montert på en roterbar aksel 132. Denne aksel 132 forløper gjennom toppen 133 av karet 110 og er forbundet til og roterbar med en motor 134 plassert utenfor tanken 110.

Inntil skovlene er et første isutløp 136 plassert. Dette utløp 136 er forbundet til toppen 138 av lagertanken 112. I bunnen 140 av lagertanken 112 er et antall agitatorer 142 anordnet. Disse agitatorer 142 er hver rotebar med en respektiv motor 144 plassert utenfor lagertanken. Vridningsmoment-måleanordninger 149 benyttes til å måle vridningsmomentet på agitatorene 142 og når momentet er over et forutbestemt nivå, tilføres ytterligere tilsatsvann gjennom ledningen 152 for å heve nivået av isskiktet. Under agitatorene 142 er et andre isutløp 143 med en varsler 145 plassert i dette. En nivådetektor 146 er plassert nær bunnen 140 av lagertanken 112, for å detektere væskenivået inne i lagertanken 112. Denne nivådetektor er knyttet til et tapperør 147. Inntil nivådetektoren 146 i bunnen 140 av lagertanken 112 er en tapping 148. En resirkuleringsledning 150 er koplet til tappingen 140 i en ende og til toppen 158 av lagertanken 112 i den andre ende. En pumpe 151 er plassert i resirkuleringsledningen 151 for å pumpe væske fra tappingen 148 til toppen av lagertanken 112.

Driften av anordningen er som følger:

Tilsatsvæske mates kontinuerlig inn i separeringstanken 110 gjennom tilsatsvæske-innløpene 116. Den tangensielle orientering av innløpene gir en virvel i tilsatsvæsken som entrer tanken. En velling av fine ispartikler og saltoppløs-ning generert ved en isgenererende enhet, slik som den vist i US-patentsøknad nr. 739225, mater kontinuerlig inn i separeringstanken gjennom det første is- og saltvannsinnløp 118. Isen danner et tett, jevnt lag i separeringstanken 110, gjennom hvilket kun noe av saltoppløsningen kan drenere. Islaget danner derved et stempel som holdes over tilsatsvannet på grunn av trykket utøvet på islaget av tilsatsvannet.

Tilsatsvannet og is- og saltvannsvellingen blir kontinuerlig tilført separeringstanken 110 for å opprettholde islaget i nivået av skovlene 131. Skovlene 131 blir kontinuerlig drevet for å skrape på toppflaten av islaget. Den skrapte is og innblandede saltløsning mates inn i lagertanken 110 gjennom det første isutløp 136.

Krystallstrukturen for isen endres ved den skjærende virkning av bladene slik at større, enklere drenerte Iskrystaller oppnås i lagertanken 112. Etterhvert som de avskrapne ispartikler faller ned i lagertanken 112, drenerer den innblandede saltoppløsning fra denne. I lagertanken sammen-smelter de avskrapne ispartikler med andre ispartikler for å danne større ispartikler. Den avtappede saltløsning fra isen faller ned i tappingen 148 og isen oppbevares i lagertanken 112.

Når det er ønsket å transportere isen resirkuleres den avtappede saltoppløsning til toppen av beholderen 112 gjennom resirkuleringsledningen 150. Ytterligere saltvann mates også inn i beholderen 112 gjennom saltvannsinnløpet 152. Agitatorene blir deretter aktivisert. Den resirkulerte saltoppløsning og ytterligere saltvann tilsettes isen i nivået av agitatorene 142 for å avhjelpe agiteringen av is, og for å opprettholde en isvelling. Varsleren 145 blir deretter aktivisert og is transporteres til utløpet 143 og pumpes til et ønsket sted.

Fig. 6 viser en alternativ utførelse av islager- og distribusjonsenheten 11, hvori en is- og ferksvannsvelling tilveiebringes. Elementer hos anordningen som er de samme som de i fig. 5 er gitt de samme henvisningstall etterfulgt av etterstavelsen "A".

Anordningen ifølge utførelsen i fig. 6 er den samme som den ifølge fig. 5 bortsett fra at resirkuleringsledningen 150A fra tappingen 148A er forbundet til

den første is- og væskeinnløpsledning 120A, istedenfor til toppen 138A av lagertanken 112A. Også ferskt tilsatsvann innføres i den første tank HOA gjennom ledningen 154 som først forkjøles i en forkjøler 156. I den andre tank 112 A forkjøles ferskvann i forkjøleren 157 og innføres i beholderen gjennom ledningen 158.

Anordningen ifølge fig. 6 er i drift som følger:

I lagertanken tappes saltoppløsning fra isen og resirkuleres til separeringsbeholderen gjennom resirkuleringsledningen 150A. Isen i lagertanken blir deretter sprøytet med ferskvann fra væskeinnløpet 158 for å rense isen og fjerne det gjenværende saltvann fra denne, og dreneres og resirkuleres til separeringstanken. Når is trengs, aktiviseres agitatorene. En velling av ferskvann og is blir deretter fjernet fra lagertanken gjennom varsleren 145A.

Fig. 7 viser nok en alternativ utførelse av islager- og distribusjonsenheten 11', hvor en velling av is, saltoppløs-ning og ferskvann tilveiebringes. Elementer i anordningen som er de samme som de i fig. 5 er gitt de samme henvisningstall, etterfulgt av en merking tilsatt for tydeliggjøring.

Anordningen for utførelsen ifølge fig. 7 er den samme som utførelsen ifølge fig. 5, bortsett fra at ferskvann innføres i det andre isutløp 143' gjennom ledningen 151 som først forkjøles i en forkjøler (ikke vist). Alternativt kan ferksvannsrøret 151 forbindes til varslerens 145' utgang i motsetning til utløpet 143'. Således tilveiebringer denne utførelsen en is-saltvanns og ferskvannsvelling. Utførelsen ifølge fig. 6 kan også modifiseres som vist i fig. 8 til å ha et saltvanns-materør 153 i utgangen 143A' som derved resulterer i en is, vann og saltoppløsningsvelling. I likhet med utførelsen i fig. 7 kan saltvanns-materøret 153 forbindes ved varslerens 145A' utgang i motsetning til utløpet 143A'.

Fig. 9 og 10 viser en alternativ utførelse av bladanordningen ifølge fig. 1-8.

Elementer som er like de vist i fig. 1 er indikert med de samme henvisningstall, etterfulgt av etterstavelsen "C". I denne utførelsen flyter anordningen 30C på overflaten av isen. Anordningen 30C er lik den som er vist i fig. 1-8 bortsett fra at akselen 34C er glidbart plassert i lageret 54 i motoren 38C. Akselen 34C har et spor 56 som forløper i lengderetningen over et parti av akselen inn i hvilket en kile 58 er glidbart forkilet og forbundet til drivakselen 60. Festet til den etterslepende ende 62 av hvert blad 32C like over skjaereggen 64 er en horisontalt forløpende ski 66.

I drift hviler skiene 66 på overflaten av isskiktet og skjaereggen 64 på bladet 32C forløper inn i skiktet for å kutte dette. Når skiktet stiger eller faller, stiger eller faller bladanordningen 30C innenfor grensene definert av sporet 56 og kilen 58. Når tanken er full av is og væske vil anordningen 30C være ved sin maksimumshøyde og en grense-bryter 68 vil aktiviseres av akselen 32C til å tappe karet.

Fig. 11 viser en alternativ utforming av bladene hos en bladenhet egnet for bruk med de utførelser av oppfinnelsen som er vist i fig. 1-8. Elementer like med de vist i fig. 1 vil gis de samme henvisningstall etterfulgt av bokstaven

"D". Som det best kan ses i fig. 11 har disse blader 32D seraterte eller takkede skjæregger 70. Disse blader 32D er tilbøyelige til å pløye skiktet for å bryte opp kapilærer i Isskiktet. Virkningen av bladene etterlater topper og daler i isskiktoverflaten, som tillater vannet å drenere hurtigere fra isskiktet.

Fig. 12 er nok en alternativ utførelse av oppfinnelsen. Elementer like med de vist i fig. 1 vil gis de samme henvisningstall, etterfulgt av bokstaven "E".

I denne utførelsen tilføres tilsatsvann til karet 12E langsomt gjennom et sentralt innløp 72. Ved å tilføre tilsatsvann langsomt til karet opprettholdes oppløsningen tilstede i karet i en rolig tilstand. En konsentrasjonsgradi-ent er derved satt opp i karet. Ettersom saltvannsoppløsning er tettere enn vann, vil saltkonsentrasjonen være lavere ved bunnen av beholderen enn nær toppen. I toppen av beholderen 12E er en væskefordeler plassert. Ferskvann sprøytes på overflaten av skiktet av denne fordeler.

Med denne utforming kan fersk, saltfri is oppnås forholdsvis hurtig.

Også vist i denne utførelsen er en transport-skrue 76. En transport-skrue eller et antall transport-skruer kan benyttes til å erstatte bladanordninger når en rektangulær tank benyttes istedenfor en sylindrisk tank. Denne agitator kan erstatte bladanordningen benyttet i utførelsene ifølge fig. 1-8 dersom tankene i disse utførelser var rektangulære.

Fig. 13 viser en utførelse av oppfinnelsen egnet for bruk ombord i et skip.

Det kan ses i denne figur at lager- og distribusjonsenheten 210 innbefatter en tank 212 med rektangulært tverrsnitt. Et vellingsinnløp 214, som fører fra en isgenererende enhet 216 i likhet med den vist i US-patentsøknad nr. 739225 er forbundet nær toppen 218 av denne tank 212. En nivådetektor 220 er plassert under dette vellingsinnløp 214, hvilken detektor måler nivået av væsken i tanken 212.

I bunnen 222 av tanken 212 er det plassert et antall agitatorer 224 som forløper tvers over bunnens 222 lengde. Disse agitatorer 224 blir hver drevet av en motor 226 plassert utenfor tanken 212. En vridningsmoment-måleanordning 225 er tilknyttet agitatorene 224.

En sump 228 henger ned fra tankens bunn 222. Et innløp 230 for tilsatsvann og to væskeutløp 232,234 er forbundet til denne sump 228. Et av væskeutløpene 232 er forbundet til en tapping 236, og til et væske-resirkuleringsrør 238 som er forbundet til toppen 218 av beholderen 212. Det andre av væskeutløpene 234 er forbundet til den isgenererende enhet 216. Inntil sumpen 228 er et isutløp 248 plassert som har en pumpe 242 plassert i seg.

Driften av enheten er som følger:

Først genereres velling i den isgenererende enhet 216, og denne velling innføres i tanken 212. Vannivået i tanken kan holdes konstant, eller saltoppløsning kan fjernes fra tanken og tilsatsvann tilføres gjennom innløpet 230 når saltkonsentrasjonen blir for høy. Saltkonsentrasjonen kan overvåkes av en temperaturmåler. Væsken som fjernes drenerer ned i sumpen 228 og kan resirkuleres til den isgenererende enhet gjennom væskeutløpet 234. Mer velling fra den isgenererende enhet 216 mates inn i tanken 212 inntil et isskikt er bygd opp i tanken 212.

Når is trengs aktiviseres agitatorene 224 for å agitere is, og isen tømmes ut gjennom isutløpet 240 og pumpes til det ønskede sted.

Moment-måleanordningen 225 måler vridningsmomentet utøvet av agitatorene og tilsatsvann tilføres via ledningen 230 når momentet øker forbi en forutbestemt størrelse.

Om ferskvannsis ønskes istedenfor saltvannsis, kunne resirkuleringsrøret 234 fjernes, og ferskvann kunne sprøytes på toppen av tanken til å skylle ut eventuelt innblandet saltvann i isen. Ferskvann kunne deretter tilføres gjennom innløpet 230 for tilsatsvæske når ønsket. Dersom en is, salt og ferskvannsvelling er ønsket, kan et materør med ferskvann forbindes til utløpet 240 eller til utløpet av transport-skruen 242.

Denne utførelsen er spesielt egnet for bruk ombord i et skip for å unngå spruting og spill av vann ettersom det øvre parti av tanken er for det meste tom. Alternativt kunne tankene ifølge fig. 1-8 tettes når de benyttes ombord i et skip, imidlertid ville utvidelsen av isen måtte kompenseres for under visse omstendigheter.

Claims (2)

1. Islager- og distribusjonsenhet innbefattende: en isfremstillingsmaskin maskin (18) for å produsere en velling av ispartikler i oppløsning; en islager- og separeringstank (12) for å lagre vellingen av ispartikler og separere isen fra oppløsningen; et innløp (14) for isvelling for innføring av vellingen av ispartikler fra ismaskinen til tanken (12), hvilken velling skiller seg i et issjikt (17) og et flytende oppløsningsbad (19) i tanken; en agitator (30,32,34) plassert i tanken nær dens topp for å agitere issjiktet (17); et issutløp (40) for å slippe ut den agiterte is fra tanken; et innløp (25) for tilsatsvæske i kommunikasjon med tanken, nivådetekterende innretning (28) inne i tanken nær agitatoren for å overvåke væskenivået i tanken, og ventilinnretninger som reagerer på den nivådetekterende innretning (28) og er tilknyttet innløpet (25) for tilsatsvæske, hvilke ventilinnretninger styrer væskestrømmen for tilsatsvæske inn i tanken for å opprettholde issjiktet ved et forutbestemt nivå nær agitatoren (30), karakterisert ved at islager- og distribusjonsenheten (10) videre omfatter en resirkuleringsledning (48) som forbinder isutløpet (40) til tanken for å resirkulere utløpsisvellingen til tanken, og at minst ett væskeinnløp (42,50) er forbundet til isutløpet (40) før resirkuleringsledningen (48) for innføring av væske i den agiterte is utsluppet fra tanken for å tilveiebringe en utløpsisvelling, hvilken resirkuleringsledning (48) resirkulerer utløpsisvellingen etter at væsken er innført i den agiterte is.

2. Enhet ifølge krav 1, karakterisert ved at den innførte væske er saltvann, ferskvann eller en kombi-nasjon av både salt- og ferskvann.