WO1990003541A1 - Dispositif destine a la fabrication automatique et continue des glaçons avec evaporateur horizontal a conduits verticaux - Google Patents

Dispositif destine a la fabrication automatique et continue des glaçons avec evaporateur horizontal a conduits verticaux Download PDF

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25C—PRODUCING, WORKING OR HANDLING ICE
    • F25C1/00—Producing ice
    • F25C1/04—Producing ice by using stationary moulds
    • F25C1/06—Producing ice by using stationary moulds open or openable at both ends

Definitions

  • the object of the invention relates to a device intended for the automatic and continuous production of ice cubes with a horizontal evaporator with vertical ducts.
  • the apparatuses of machines with icicles in front of mar ⁇ expensive continuously, they must determine in an automatic way the size of the icicles to which the manufacture must be reversed, to pass, in demoulding and then the moment when all the icicles having fallen it is necessary to put back the apparatus in the refrigeration cycle and recirculate the water circuit to restart the production of the ice cubes.
  • Known restart commands are determined by either pre-determined timers, which can restart the cold circuit before all the ice cubes fall, resulting in losses or even blockages or, in the opposite case, long ⁇ afterwards, which causes time and therefore production to be lost, that is to say temperature differences in the cooling circuit, identified by thermostats or pressure switches, panels, imprecise, difficult to troubleshoot and whose sometimes the settings have to be changed between summer and winter.
  • the production requires good distribution of the liquid to be cooled on the exchange surface which use spraying by pumps and sprinklers, runoff by perforated booms or by immersion in water baths, systems which imply perfect horizontality, the absence of impurities totally disrupting the systems, or which consume a large amount of water which is thus wasted.
  • the device according to the invention eliminates these drawbacks by avoiding the complicated devices controlling the setting in ice and the demolding because it is the ice cubes themselves which control the cycle of setting in ice and of demolding, the quantity of cooled water is limited and recovered and no part is in movement, only a floating element with foolproof movement ensures synchronization of the commands.
  • the shapes of the ice cubes are classic and their volume corresponds to their use.
  • the size of the reduced apparatus can be placed under a counter and the native alter operation is simplified because the regulation does not call upon mechanical elements, such as micro-motors, timer, pressos ⁇ tats, cams, thermostats.
  • 11 is constituted by the combination first of a water intake in a channel in a peripheral gutter whose internal wall forming weir feeds a capacity provided with vertical tubular elements producing refrigerated cavities ensuring the formation of ice cubes, then a water supply to a collector regulated by a float.
  • a pump sends the water into the channel in the gutter where the floating element ensures by its vertical translation the admission of the liquid, its stop, the control of the refrigeration and the heating of demolding as well as a demolding reinforcement by pushers, finally by an inclined ramp draining the ice formation water in a collector with recycling by ice pump.
  • Figure 1 shows a longitudinal section view of the apparatus as a whole.
  • Figure 2 shows on a different scale the positioning of the dimples in the capacity receiving the water for the formation of ice cubes and delimited by the channel or peripheral gutter.
  • Figure 3 is a view showing the constructive detail of a tubular honeycomb.
  • FIGS 4, 5, 6 show the phases of operation of the device.
  • the device consists, fig 1, by a series of vertical cells 1 and others surrounded by coils 2 forming the evaporator of a refrigeration machine.
  • the same serpentine can be used alternately for cooling and heating purposes by simply reversing the cycle of the refrigeration circuit.
  • These cells are mounted on a surface 3 forming the capacity bottom and have their upper part 4 projecting.
  • This ring 4 is pierced by triangular orifices 5 with a wide base in order to produce a water distributor arriving in large volume at the base with reduction as the filling takes place, in particular in the event of poor device horizontality.
  • the base edge is formed by 5 'circular arcs or saw teeth in order to avoid ascending capillaries or heaps of ice during the flow fig 3.
  • This surface 3 is clipped by a peripheral channel forming a gutter 6 connected by line 7 to a water intake 22 propelled by a pump 8 to an evacuation outlet 22 'and to channel 6.
  • This water fills the peripheral channel or gutter 6 and pours after filling over the internal border 9 which forms the submersible capacity 3 ′ delimited by the gutter 6 which diverts it.
  • a peripheral floating element is connected by a plate 14 carrying pushers 15 corresponding to each of the cells 1 located in their axis.
  • the water is sent continuously into the capacity 3 ′ so as to discharge into the vertical cells 1.
  • the water flows in a sheet along the vertical walls of the cells 1 and the ice forms by rapid stratification.
  • the already cooled excess water flows on the ramp 16 and is taken up by the reservoir 17, the float 18 of which automatically regulates the flow rate of the water inlet 22.
  • the water 19 is distributed, fig 4.
  • the water is taken up by the pump 8 which fills the peripheral channel 6 through the conduit 7 and the inlet 13.
  • the water level in the lateral channel is determined by the wall 9. because its flow rate is higher than that of the flow of overflows 10 and 11.
  • the level of the floating element 12 is also adjusted by the level of the wall 9, and its stroke by the external wall 23 and of the guides.
  • the water overflows the lateral channel and flows into the manufacturing tank 3 '.
  • the flow regulators 5 distribute the water flow in the tubes 1, and the surplus flows through the ramp 16, the grid 20 ensures the filling of the collector 17.
  • the floating assembly acts on an electric control which stops the water intake, the pump 8 stops working, the water flows through the orifices 10 and 11 along the ramp 16, then that the floating element while lowering causes the pushers 15, fig 6, which come to bear on the ice cubes.
  • the floating element also controls the inversion of the refrigeration cycle which sends a hot fluid into the coils 2, which accelerates demolding.
  • the ice cubes fall on the ramp 16 which brings them by passing over the grid 20 in a refrigerated container.
  • the floating assembly is then in the low position, fig 6, and triggers the starting of the pump and the return to cold phases to start the cycle again, fig 4.
  • the floating assembly is guided by the rods preventing any warping when lifting or lowering.
  • the pusher 21 actuates the micro-contacts 24 ensuring the various commands.
  • the floating element when it reaches the high position, the floating element does not stop the pump, but opens the water discharge solenoid valve 22, which cuts off the supply. 13 and ensures the renewal of the water in the collector 17.

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Abstract

L'objet de l'invention concerne un dispositif destiné à la fabrication automatique et continue des glaçons avec évaporateur horizontal à conduits verticaux. Il est constitué par la combinaison d'abord d'une admission d'eau dans un canal en gouttière périphérique (6) dont la paroi interne (9) formant déversoir alimente une capacité pourvue d'éléments tubulaires verticaux (1) réalisant des alvéolages réfrigérés assurant la formation des glaçons, ensuite d'une alimentation en eau d'un collecteur régulée par un flotteur (12). Une pompe (8) envoie l'eau dans le canal en gouttière où l'élément flottant assure par sa translation verticale l'admission du liquide, son arrêt, la commande de la réfrigération et de l'échauffement de démoulage ainsi qu'un renfort de démoulage par poussoirs (15), enfin par une rampe inclinée (16) drainant les eaux de formation de glaçons dans un collecteur (17) avec recyclage par pompe du fluide à glace. Il est destiné à la fabrication de glaçons de petites dimensions pour rafraîchissement de boissons ou similaires, afin de mettre à la disposition des usagers un appareillage peu encombrant, à haut rendement et à faible consommation d'eau.

Description

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DISPOSITIF DESTINE A LA FABRICATION AUTOMATIQUE ET CONTINUE
DES GLAÇONS AVEC EVAPORATEUR HORIZONTAL A CONDUITS VERTICAUX
L 'objet de l 'invention concerne un dispositif destiné à la fabrication automatique et continue des glaçons avec évapo- rateur horizontal à conduits verticaux.
Il est destiné à la fabrication de glaçons de petites dimensions pour rafraîchissement de boissons ou similaires , afin de mettre à la disposition des usagers un appareillage peu encombrant , à haut rendement et à faible consommation d ' eau.
Les appareillages de machines à glaçons devant mar¬ cher en continu , ils doivent déterminer de façon automatique la taille des glaçons à laquelle la fabrication doit s ' inverser, pour passer, en démoulage et ensuite le moment où tous les glaçons étant tombés il faut remettre l ' appareillage en cycle de réfrigé¬ ration et refaire circuler le circuit d ' eau pour recommencer la fabrication des glaçons. Les systèmes connus font appel, pour déterminer le moment du démoulage, à des systèmes compliqués, soit de différen ce de température des gaz à la sortie de l 'échangeur, faisant appel à des pressostats ou à des thermostats , soit à des minute¬ ries pré-déterminant le temps de fabrication des glaçons , alors que celui-ci varie selon la température ambiante et de l ' eau, soit à des dispositifs mécaniques, palpeurs ou cames se bloquant quand le glaçon est formé , qui sont complexes et panneaux . On trouve également les systèmes commandés directement par la chute des glaçons , mais il faut alors que ceux-ci tombent en même temps et donc , soient liés entre eux par un pont de glace ce qui nuit à leur forme et pose des problèmes de découpage.
Les commandes de remise en marche connues sont déter minées par soit des minuteries pré-déterminées, qui peuvent remet tre en circuit de froid avant la chute de tous les glaçons , d 'où des pertes ou même des blocages ou , dans le cas contraire long¬ temps après, ce qui fait perdre du temps et donc de la produc¬ tion , soit des différences de température dans le circuit de réfri¬ gération , repérées par des thermostats ou des pressostats , pan¬ neaux , imprécis , difficiles à dépanner et dont il faut parfois modifier les réglages entre l 'été et l 'hiver.
Par ailleurs, la fabrication nécessite une bonne répar¬ tition du liquide à refroidir sur la surface d 'échange qui font appel à des pulvérisations par pompes et gicleurs, à des ruissellements par rampes perforées ou par immersion dans des bains d ' eau, sythèmes qui impliquent une parfaite horizontalité, l ' absence d ' impuretés déréglant totalement les systèmes, ou qui consomment une grande quantité d'eau qui est ainsi gaspillée.
Le dispositif suivant l'invention supprime ces inconvé¬ nients en évitant les dispositifs compliqués commandant la prise en glace et le démoulage du fait que ce sont les glaçons eux- mêmes qui commandent le cycle de prise en glace et de démoul- ge, la quantité d ' eau refroidie est limitée et récupérée et aucune pièce n' est en mouvement, seul un élément flottant à dépl cement indéréglable assure la synchronisation des commandes. De plus, les formes des glaçons sont classiques et leur volume corres pond à leur utilisation. Enfin , l 'encombrement de l ' appareillage réduit , peut se placer sous un comptoir et le fonctionnement alter natif est simplifié car la régulation ne fait pas appel à des éléments mécaniques, tels que micro-moteurs, minuterie, pressos¬ tats , cames, thermostats.
11 est constitué par la combinaison d' abord d'une admission d' eau dans un canal en gouttière périphérique dont la paroi interne formant déversoir alimente une capacité pourvue d 'éléments tubulaires verticaux réalisant des alvéolages réfrigéré assurant la formation des glaçons , ensuite d' une alimentation en eau d' un collecteur régulée par un flotteur. Une pompe envoie l'eau dans le canal en gouttière où l'élément flottant assure par sa translation verticale l' admission du liquide , son arrêt, la commande de la réfrigération et de 1 ' échauff ement de démoulage ainsi qu'un renfort de démoulage par poussoirs, enfin par une rampe inclinée drainant les eaux de formation de glaçons dans u collecteur avec recyclage par pompe du fluide à glace.
Sur les dessins annexés, donnés à titre d 'exemple non limitatif, d'une des formes de réalisation de l'objet de 1 ' invention :
La figure 1 montre vu en coupe longitudinale l' appa- reil dans son ensemble.
La figure 2 représente à une échelle différente le positionnement des alvéolages dans la capacité recevant les eaux pour la formation des glaçons et délimitée par le canal ou gout¬ tière périphérique.
La figure 3 est une vue montrant le détail constructif d' un alvéolage tubulaire .
Les figures 4, 5, 6 représentent les phases du fonctionnement du dispositif.
Le dispositif est constitué, fig 1 , par une série d ' alvéolages verticaux 1 et autres entourés par des serpentins 2 formant l 'évaporateur d ' une machine frigorifique . Le même ser¬ pentin peut être utilisé alternativement à des fins , frigorifiques et chauffantes par simple inversion de cycle du circuit frigorifi¬ que .
Ces alvéolages sont montés sur une surface 3 formant fond de capacité et ont leur partie supérieure 4 formant saillie . Cette couronne 4 est percée par des orifices triangu¬ laires 5 à large base afin de réaliser un répartiteur d ' eau arrivant en volume important à la base avec réduction au fur et à mesure du remplissage, notamment en cas de mauvaise horizontalité du dispositif.
L ' arête de base est formée par des arcs de cercle 5 ' ou des dents de scie afin d ' éviter les capilarités ascendantes ou des amas de glace lors de l ' écoulement fig 3.
Cette surface 3 est détourée par un canal périphérique formant gouttière 6 reliée par la conduite 7 à une admission d ' eau 22 propulsée par une pompe 8 à une prise d ' évacuation 22 ' et au canal 6.
Cette eau remplit le canal périphérique ou gouttière 6 et se déverse après remplissage par dessus la bordure interne 9 qui fo rme la capacité 3 ' immergeable délimitée par la gouttière 6 qui la détourne.
A la base de ce canal est pratiqué un orifice ou purge 10 , alors que le fond 3 est muni de la purge 11 ou surverse, déversant l ' eau excédentaire sur la rampe 16, ce qui vidange le canal 6 et le fond 3 lorsque la pompe 8 s ' arrê¬ te. Un élément flottant périphérique est relié par une plaque 14 porteuse de poussoirs 15 correspondant à chacun des alvéoles 1 situés dans leur axe.
L'eau est envoyée d'une façon continue dans la capacité 3' de façon à se déverser dans les alvéolages verticaux 1.
L'eau s'écoule en nappe le long des parois verticales des alvéoles 1 et la glace se forme par stratification rapide.
L'eau excédentaire déjà refroidie s'écoule sur la rampe 16 et est reprise par le réservoir 17, dont le flotteur 18 règle automatiquement le débit de l'arrivée d'eau 22.
L'eau 19 est distribuée, fig 4.
L'eau est reprise par la pompe 8 qui remplit le canal périphérique 6 par le conduit 7 et l'admission 13. Le niveau de l'eau dans le canal latéral est déterminé par la paroi 9. car son débit est supérieur à celui du débit des surverses 10 et 11.
Le niveau de l'élément flottant 12 est également réglé par le niveau de la paroi 9, et sa course par la paroi externe 23 et des guides.
L'eau déborde le canal latéral et s'écoule dans la cuve de fabrication 3'.
Les régulateurs de débit 5 répartissent le flux d'eau dans les tubes 1, et le surplus s'écoule par la rampe 16, la grille 20 assure le remplissage du collecteur 17.
Lorsque la glace obstrue les tubes 1, figure 5, l'eau remplit la cuve 3'. Le niveau monte, dépasse le niveau de la bordure 9. L'ensemble flottant est alors élevé par l'eau remplis¬ sant la cuve 3' et l'ensemble de la capacité dont la hauteur est déterminée par la paroi extérieure 23.
Arrivé en position haute, l'ensemble flottant agit sur une commande électrique qui arrête l'admission d'eau, la pompe 8 cesse de fonctionner, l'eau s'écoule par les orifices 10 et 11 le long de la rampe 16, alors que l'élément flottant en s 'abaissant entraîne les poussoirs 15, fig 6, qui viennent en appui sur les glaçons . En position haute l'élément flottant commande égale¬ ment l'inversion du cycle frigorifique qui envoie un fluide chaud dans les serpentins 2, ce qui accélère le démoulage.
Les glaçons tombent sur la rampe 16 qui les amène en passant sur la grille 20 dans un bac réfrigéré.
L'ensemble flottant est alors en position basse, fig 6, et déclenche la mise en marche de la pompe et le retour en phas de froid pour recommencer le cycle, fig 4.
L'ensemble flottant est guidé par les tiges évitant tout gauchissement lors du levage ou de l'abaissement.
Le poussoir 21 actionne les micro-contacts 24 assurant les diverses commandes.
En guise de variante, arrivé en position haute, l'élé¬ ment flottant ne commande pas l'arrêt de la pompe, mais l'ouver- ture de l' électrovanne d'évacuation d'eau 22, ce qui tarit l'alimentation d'eau 13 et assure le renouvellement de l'eau du collecteur 17.
Toutefois les formes, dimensions et dispositions des différents éléments pourront varier dans la limite des équivalents, comme d'ailleurs les matières utilisées pour leur fabrication sans changer pour cela, la conception générale de l'invention qui vient d'être décrite.

Claims

REVENDICATIONS
1° Dispositif destiné à la fabrication automatique et continue des glaçons avec évaporateur horizontal à alvéoles tubu- laires verticaux ayant pour objet d'obtenir avec des moyens mécaniquement simplifiés sous un encombrement réduit et une consommation d'eau minime, la réalisation de glaçons calibrés avec démoulage et commandes automatiques par élément flottant , • se caractérisant par une surface (3) comportant une série d' alvéo lages verticaux (1 ) et autres entourés de serpentins (2) reliés à une machine frigorifique assurent alternativement le froid et le chaud, ensuite par un canal ou gouttière (6) entourant la surface (3) sur laquelle sont implantés les éléments réfrigérants avec un orifice d ' écoulement (10) placé sur la paroi basse du canal (6) et un écoulement (11 ) implanté sur la surface constituant la capa cité immergeable (3 ' ) , enfin par un élément flottant continu ( 12) sur la longueur du canal (6) avec poussoirs ( 15) d ' extraction des glaçons et commandant, selon sa position l ' admission , l' interrup¬ tion d' arrivée d ' eau ainsi que lechauffage et la réfrigération dans les serpentins (2) , par commandes (24) le tout surplombant une rampe d ' écoulement oblique (16) aboutissant à un collecteur de recyclage (17 ) relié par une pompe (8) et un conduit (7) au canal (6) .
2° Dispositif suivant la revendication 1 se caractéri¬ sant par le fait que le collecteur des eaux d'écoulement (17 ) avec grille (20) comporte un flotteur d ' alimentation (18) relié à l' arrivée d 'eau extérieure (21 ) et est relié par la conduite (7 ) au canal ou gouttière (6) , la rampe (16) collectrice d' eau d'écou lement étant utilisée pour recevoir les glaçons démoulés et les distribuer.
3° Dispositif suivant la revendication 1 se caractéri¬ sant par le fait que la position de l 'élément flottant (12) immergé dans le canal périphérique (6) comportant une paroi (9) de déver sement, commande, par sa tige (21 ) , suivant sa position , dans un premier temps, lorsque les alvéoles ( 1 ) ont été bouchés par la glace et que de ce fait sa ligne de flottaison a monté l ' inversion du cycle de réfrigération qui amène les gaz chauds au contact des alvéoles pour le démoulage ainsi par l'arrêt de la pompe (8) ou l'ouverture de l' électrovanne (22') arrêtant l'arrivée d'eau à l'admissions (13) et transformant le conduit (7) en conduit de vidange. Cet élément flottant, dans un deuxième temps, n'étant plus supporté par l'eau immergeant le canal (6) et la forme (3) celle-ci ayant été évacuée par les écoulements (10 et 11) et le conduit (7) assure la pression de tout son poids sur les glaçons en démoulage par ses poussoirs (15). Et, dans un troisième temps, ce même élément flottant, les glaçons étant tombés sous l'effet de la chaleur et de la pression de cet élément flottant, commande la remise en cycle de réfrigération des tubes (2) ainsi que la remise en marche de la pompe où (ou et) la fermeture de l'éléctrovanne (22) par le contact bas de sa tige (21) la position de cet élément flottant lorsque l'eau surverse la paroi (9) et s'écoule par les alvéoles (1) faisant que la commande de sa tige
(21) se trouve entre la position haute, commandant le démoulage, et la position basse, commandant la remise en cycle de fabrica¬ tion des glaçons.
4P Dispositif suivant la revendication 1 se caractéri- sant par le fait, qu'un flotteur (18) commande l'arrivée d'eau
(22) à un collecteur qui assure la récupération des surplus d'écoulement pour leur recyclage, alors que la pompe (8) assure par la conduite (7). l'admission de l'eau (13) dans le canal (6) périphérique dans lequel plonge l'élément flottant continu (12) stabilisé par des guides ou tiges verticales.
5° Dispositif suivant la revendication 1 se caractéri¬ sant par le fait que les alvéoles (1) comportent une couronne en saillie (4) percée d'orifices triangulaires (5) répartiteurs et régulateurs de débit, alors que leur arête inférieure est profilée en arcs de cercle ou dents de scies (5') formant jet d'eau évitant les capilarités et amas d'eau glacée et que ces alvéoles sont égaux en nombre à celui des poussoirs (15). ce qui assure une aide pour le décollage des glaçons et garantit la remise en cycle de production de glaçons seulement après que le dernier glaçon ne soit tombé.
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