<B>Gefrieranlage.</B> hie Erfindung bezieht. sieh auf eine Ge frieranlage, bei der mindestens eine Gefrier- zelle stehend in den Verdainpferraum der Kältemaschine eingebaut ist, insbesondere eine solche, die der Bloekeiserzeugung dient, wobei aber die den Gegenstand der Erfindung bil dende Anlage auch für andere Anwendun gs- zwecke bra.uehbar ist, bei denen eine Flüssig keit oder ein flüssiges Geiniseh als Ganzes durch Kälte zum Erstarren zu bringen ist.
Die Erfindung hat den Zweck, eine viel seitig verwendbare Anlage zu Sehaffen, bei der die Gefrierzeit viel kürzer sein kann als bei herkömmlichen Gefrieranlagen, das Abtauen des (r'efrierproduktes beschleunigt, und das Herausnehmen des Gefrierproduktes aus der Anlage erleichtert ist.
Gemäss der Erfindung kann der Boden der Gefrierzelle durch eine Druckvorrichtung von unten an die Zellenseitenwand angedrückt werden und nach Betätigung der Druckvor richtung nach Beendigung des Gefriervorgan- ges zur Entnahme des Gefrierproduktes von der Zellenseitenwand entfernt werden, und besitzt, die Anlage Einrichtungen zur Einfüh rung der zu gefrierenden Flüssigkeit in den Oberteil der Zelle und zur Aufwärmung der Zellenseitenwand mittels eines warmen Flui dums,
wobei vorzugsweise auch der Zellen boden aufwärmbar ist, indem er zur Auf nahme eines warmen Fluidums hohl gemacht wird.
Eine Eiserzeugungsanlage gemäss der Er findung wird durch die beigefügte Zeichnung schematisch als Ausführungsbeispiel veran schaulicht.
Fig. 1 ist ein Querschnitt durch die Eis anlage.
Fig. 2 ist eine perspektivische Darstellung eines Einzelteils in grösserem Massstab.
Eine sich nach oben etwas verjüngende, also pyramidensturiipfförmige Eiszelle 1 ist in einen von einer Wand ? umschlossenen Ver- dampferraum 3 stehend eingesetzt, in welchen eine Kühlmittelzuleitung 4 von einem Kom pressor oder Druckbehälter (nicht gezeigt) hineinführt. Das Kühlmittel kann z. B. Am moniak sein. Der Raum 3 besitzt eine Ablei tung 5 für die entspannten Kühlmitteldämpfe und liegt innerhalb eines Mantels 6, der seinerseits von einer isolierenden Hülle 8 um geben ist.
Der Raum 3 ist durch eine Anzahl von schrägen oder waagrechten Kühlrippen 54 quer unterteilt, die an die Wand der Zelle 7 anweschweisst sein können und mit Öffnun gen 55 für den Durchtritt des verdampften Kühlmittels und den Pückfluss des urver dampften Anteils versehen sind. Die Rippen bewirken eine gleichmüssige Verteilung und intensive Verdampfung des Kühlmittels. Die Rippen können entweder in Ringen um die Eiszelle herum angeordnet sein oder ein- oder mehrgängige Schraubenflächen bilden.
Die Kammer 7 innerhalb des Mantels 6 ist mit Verbindungsrohren 9, 10 versehen, deren Zweck weiter unten erläutert wird.
An Stelle einer einzigen Eiszelle kann eine Batterie von zwei oder mehr Zellen in einer Reihe angeordnet in ein und denselben Ver- dampferraum der Kältemaschine eingebaut -erden.
Die Zelle 1 besitzt einen Deckel 11, der um einen am Oberrand der Zelle angeordneten Zapfen in waagrechter Ebene versehwenkt und mittels eines Riegels 12 in Schliessstellun-, verriegelt werden kann. Oberhalb des Deckels mündet eine Leitung 13, die ein Absperrventil 14 besitzt und Wasser aus einer beliebigen Quelle, z. B. einer _Netzleitung oder einem Vorratsbehälter 15, in die Zelle einzufüllen gestattet. In den Oberteil der Zelle ist. ein Wasserverteiler 16 eingesetzt (siehe auch Fig. 2), der das auf ihn auftreffende Wasser nach einem Randkanal 17 ableitet, von dem es durch Öffnungen 13 in die Randzone der Zelle abfliesst.
Zweckmässig besitzt der Ver teiler einen Einlaufbecher 19 mit Überlauf löchern 20.
Den Boden der Zelle bildet eine Platte 21., die von unten an die Zellenseitenwand ange drückt wird, ohne mit ihr fest verbunden zu sein, und zur Entnahme des Eisblockes nach unten bewegt werden kann. Die Platte ist hohl ausgebildet und besitzt in ihrer Oberseite mindestens eine das Innere der Zelle mit dem Innenraum des Bodens verbindende Öffnum, 22 mit darunterliegender Ventilkammer 23, in der ein ein Rüeksehlagventil bildendes Kugelventil 24 spielt, das je nach den Druek- verhä.ltnissen (siehe unten) die besagte Off nung 22 oder die untere Öffnung 25 der Kam iner 23 abschliessen kann.
Der Boden besitzt eine Hülse 26, in welche eine Druckfeder 27 eindringt. Diese ist. auf eine Stange 28 aufge- wiekelt und stützt sieh gegen einen auf der Stange versehieblieh angeordneten Teller 29 ab. Mittel zum Lösen, Feststellen, Heben und Senken des Tellers 29 sind vorgesehen, aber nicht gezeigt worden. Die Feder 27 drückt den Boden 21 nach oben, und wenn der Teller 29 hinreichend lioehgeschoben wird, so wird der Boden an die Zelle angedrückt.
Die Einrielitung kann auch so getroffen sein, dass die den. Boden haltenden Teile nach der Seite verseliwenkt werden können, so dass der Boden, naelidem er zunächst nur so weit nach unten geführt wird, wie zur Ablösung des Eisblockes aus der Zelle erforderlich ist, dann seitwärts geführt. wird.
Uni einen. dichten Absehluss des Bodens an der Zellenseitenwand zu bewirken, kann eine Dichtung aus Gummi oder dergleichen auf der Oberseite des Bodens oder am Rand der Zellenseitenwand vorgesehen werden. Prakti sche Versuche haben aber gezeigt, dass das vom Verteiler 16 herabfliessende Wasser an der Zellenseitenwand derart gut vorgekühlt wird, dass es beim Auftreffen auf den Boden schon gefriert, so dass von einer besonderen Dichtung ab-esehen werden kann.
Der hohle Boden 21. besitzt eine Zuleitung 30 mit einem Ablasshahn 31. Ferner sind die folgenden Leitungen vorgesehen: Eine Warm wasserleitung 32 mit Ventil 33, die an die Leitung 9 angeschlossen ist und eine Verzwei gung 34 mit biegsamem Schlauch zum An sehluss an die Leitung- 30 besitzt; eine mit Ventil 35 versehene Auslassleitung 36, die von der Leitung 9 abgezweigt ist; eine mit Ventil 37 versehene Auslassleitung 38, die von der Leituni,- 10 ab-ezwei-t ist;
eine Luftleitung 39, die !in Oberteil der Zelle 1 unterhalb des Mittelteils 19 des Wasserverteilers beginnt, aus der Zelle 1 au8tritt und sieh über ein Ventil 40 mit der Leitung 10 vereinigt; eine Luftleituii-- -11, die von der Leitung 9 über ein Ventil 42 zit einem Luftpumpe 43 führt; und eine Luftdritelzleitung 44 mit Ventil -15, die mittels eines Selilauclies an die Leitung 30 des Bodens 21 angeschlossen werden kann.
Die Kühlmittelzufuhrleitung 4 ist durch eine Leitung 46 mit Ventil -17 mit dein Kompres sor oder Druelzgefäss der Kühlanlage verbun den und durch Leitung 48 mit Ventil 49 mit dein Kondensator. Ebenso führt von der Kühl- mittelabzugleitung- 5 eine Leitung 50 finit Ven til 51 zum Kondensator, und eine Leitung 52 mit Ventil 513 zum Kompressor.
Um die Anlage zum Zwecke der Eislier- stellung in Betrieb zu setzen, wird der Teil 29 so weit nach oben verschoben und an 28 blockiert, dass der Boden 21 der Zelle 1 an die Zellenseitenwand an--edrückt wird. Dann wird der Deckel 11 #-eöffnet und Wasser über 13 eingelassen.
(deichzeitig wird Kühlmittel unter Druck durch die Leitungen 46 und 4 in den Verdampferraum 3 eingeführt und nach Entspannung durch die Leitungen 5 und 50 abgesaugt, wobei die Kühlrippen eine gleichmässige Verteilung des Kühlmittels und seine beschleunigte Verdampfung bewirken. Hierdurch wird eine intensive Kühlung er reicht, die das Wasser alsbald gefrieren lässt. Wenn der Wasserspiegel in der Zelle etwa die durch die gestrielielte Linie angedeutete Höhe erreicht hat, wird die Wasserzufuhr abgestellt und der Deckel 11 geschlossen. Der Grefrier- vorgang kann in verschiedener Weise geför dert werden.
Zum Beispiel kann Luft unter Druck durch Leitungen 44 und 30 in den Boden 21 eingeführt werden, um durch das Wasser in Zelle 1 hindurchzuperlen und durch Leitungen 39 und 10, den Mantelraum 7 und Leitungen 9 und 41 wieder zur Luft pumpe 43 zurüekzukehren. Der Luftdruck (lebt die Kugel 24 von der Öffnung 25 ab und wird so bemessen, dass die Öffnung 22 unverschlossen bleibt. Sinkt der Lnftclruel:, so verhindert die Kugel durch Verschluss der Öffnung 25 den Ausfluss von Wasser aus der Zelle in den Boden 21.
Diese Luft bewirkt ein Durchrühren des Wassers in der Zelle 1, wo durch der Gefriervorgang beschleunigt wird, und trägt auch zur Klärung des Eises bei. Wärmeverlust wird dadurch vermieden, dass die Luft beim Durchgang durch den Mantel raum 7 intensiv gekühlt wird.
Anderseits kann der Gefriervorgang gün- sti < dadurch heeinflusst werden, dass in dem Zellraum oberhalb des Wasserspiegels ein Vakuum erzeugt wird.
Zu diesem Zweck wer den die Ventile 45 und 37 abgesperrt und die Ventile 40 und 42 geöffnet, und Luft wird aus der Zelle abgesaugt (und von der Luft pumpe 43 ins Freie gedrückt, ohne in die ab gesperrte Leitung 44 zu gelangen). Versuehe haben ergeben, dass eine Wassermenge von etwa \?5 Litern in einer Zelle von entsprechen der Grösse in dieser Weise in etwa 11/2 Stun- dcii üui-eli=-efroren werden kann.
Der Ausstoss des Eisblockes wird durch einen Abtauvorgang eingeleitet, der den Block sowohl von der Seitenwand der Zelle 1 wie vom Boden 21 ablöst. Zu diesem Zwecke kann man warme Kühlmitteldämpfe unmittelbar vom Kompressor durch die Leitungen 52 und 5 in den Verdampferr aum einführen und sie ohne Absaugung durch die Leitungen 4 und 48 zum Kondensator abziehen lassen.
Gleich zeitig oder stattdessen kann man ein warmes Fluidum (Wasser, Dampf, Luft oder derglei- ehen) durch die Leitungen 32 und 9 in den Mantelraum 7 einführen und durch die Lei tungen 10 und 38 ablaufen lassen. In ent sprechender Weise wird ein warmes Fluidum in den Boden 21 eingeführt, den es durch den Ablauf 31 verlassen kann.
Danach wird der Boden 21 gesenkt und gegebenenfalls zur Seite versehwenkt, wodurch die Herausnahme des Eisblockes ermöglicht wird.
Die vorstehend beschriebene Gefrieranlage ist. vielseitiger Anwendung fähig. In erster Linie kann sie zur Eiserzeugung dienen, die auf diese Weise gegenüber üblichen Eisanla gen ausserordentlich beschleunigt wird. Ander seits können z. B. Naturprodukte, wie Frucht säfte, Milch oder dergleichen, in dieser Anlage den Tiefgefrierprozessen der modernen Kon- servierungsteehnik unterworfen werden. All--ge- mein gesprochen eignet sich die dargestellte Anlage für alle Gefrierprozesse, bei denen eine Flüssigkeit oder ein flüssiges Gemiseh völlig zum Erstarren zu bringen ist.
Bauliche Abänderungen der beschriebenen Anlage sind im Rahmen der Erfindung mög- lieh. Zum Beispiel kann der 11antelraum (7) fortfallen. In diesem Falle würde plan zum Abtauen des Eisbloekes von der Zellenseiten wand lediglich das warme Kühlmittel benut zen. Statt der federnden Anpressung des Bodens an den Unterteil der Zelle oder zu sätzlicli zu ihr können hydraulisch oder me chanisch betriebene Heber verwandt werden.
Die Wasserzufuhrleitung kann fest mit dem Zellendeckel verbunden werden, der in diesem Falle nicht für die Befüllung der Zelle -eöff- net zu werden braucht. Die Gefrierzelle kann anders gestaltet sein, z. B. kegelstumpfförmig.