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Verfahren zur Herstellung von Eis, insbesondere Wassereis Bei allen
Einrichtungen, die der Eiserzeugung dienen und bei denen das Eis auf einer Kühlfläche
aufgefroren wird, tnuß zwecks Entfernung des Eises ein Abtauvorgang eingeschaltet
werden, durch den sich das Eis von der Kühlfläche löst. Dieser Abtauvorgang ist
bei allen Einrichtungen recht umständlich und vor allen Dingen auch sehr schwer
zu automatisieren.
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Friert man das Eis in Eiszellen aus, die sich ihrerseits in einem
kalten Solebad befinden, so müssen diese Zellen zwecks Entfernung des Eises aus
dem Solebad herausgehoben und in ein sogenanntes Auftaugefäß getaucht werden. Erst
dann ist es möglich, durch Umkippen der Zellen die Eisblöcke zu gewinnen.
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Befinden sich die Kühlflächen, beispielsweise als Rohre ausgebildet,
innerhalb des Gefrierwassers. und werden die Eisblöcke auf diese Rohre aufgefroren,
so muß zwecks Abtauen der Kühlvorgang in dem betreffenden Rohr unterbrochen werden.
Ferner muß das flüssige Kältemittel mit Hilfe von dampfförmigem, unter Verflüssigerdruck
stehendem Kältemitteldampf aus den Kühlrohren entfernt und schließlich ein Kondensationsvorgang
eingeleitet werden, der unter Wärmeabgabe an die an dem Kühlrohr haftende Eisschicht
das Abtauen bewirkt. Es leuchtet ein, daß zu diesem Zweck eine Reihe von Umschaltungen
vorgenommen werden muß, die im wesentlichen darauf hinauslaufen, die Kühlrohre abwechselnd
mit der Verdampfer- bzw. mit der V erflüssigerseite der Kälteanlage in Verbindung
zu bringen.
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Es ist auch bereits vorgeschlagen worden, das Eis dadurch zu erzeugen,
daß man das Gefrierwasser über die innere Oberfläche von Rohren verteilt, die außen
von verdampfendem, Kältemittel
oder von Sole gekühlt werden. Auch
hier muß zwecks Abtauen eine umständliche Umschaltung vorgenommen werden, sei es,
daß man bei Kühlung durch ein Kältemittel ähnlich vorgeht wie im vorhergehenden
Absatz beschrieben, sei es, daß man den Strom der kalten Sole abstellt und das Rohr
außen durch angewärmte Sole bespülen läßt.
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Die folgenden Erfindungsgedanken zeigen, wie das Abtauen ohne Umschaltung
des Kältemittels oder der Kühlsole und insbesondere eine sehr einfache Automatisierung
des gesamten Vorganges vorgenommen werden kann.
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Erfindungsgemäß wird zur Herstellung von Eis, insbesondere von Wassereis,
auf einer relativ zu einer Kühl- und einer Heizzone verschiebbaren Kühlfläche gegenüber
einer Kühlzone ein Block von Eis periodisch aus einer Gefrierflüssigkeit ausgefroren,
anschließend mit der Kühlfläche an eine Stelle gegenüber der Heizzone verschoben,
Iosgetaut und entfernt, worauf die Kühlfläche wieder in die alte Lage zurückgeführt
wird. Während auf einer Seite der Kühlfläche eine Kammer mit Kältemittel sich befindet,
wird auf der anderen Seite das Eis ausgefroren. Nach Verschiebung der Kühlfläche
mit dem angefrorenen Eisblock befindet sich diesem gegenüber eine Kammer mit Heizmittel,
das über der Gefriertemperatur des Eises gehalten wird. Das innerhalb der kälteren
Zone an der Kühlfläche angefrorene Eis wird also in der Zone der höheren Temperatur
gegenüber der Heizkamtner wieder Iosgetaut und kann anschließend entfernt werden.
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Nach einem weiteren Erfindungsgedanken erhält die Kühlfläche besonders
zweckmäßig eine zylindrische Form und ist zwischen einer zweckmäßig konzentrisch
und ringförmig zu ihr angeordneten Kühl- bzw. Heizzone verschiebbar, während sich
im Zylinderinnern Gefrierflüssigkeit befindet, die periodisch angefroren und nach
dem Durchfrieren zusammen mit der Kühlfläche in die Heizzone verschoben und dort
Iosgetaut wird.
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Dieser Vorgang der Hinundherbewegung der Kühlfläche kann nach einem
weiteren Erfindungsgedanken automatisch erfolgen.
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Sehr zweckmäßig ist es, wenn nach ,einem weiteren Erfindungsgedanken
die Bewegung des Zylinders nach dem Gefriervorgang in die Heizzone durch die als
hydraulisches Antriebsmittel wirkende Gefrierflüssigkeit, die Rückbewegung des Zvlinders
nach dem Lostauvorgang durch Federkraft bewirkt wird.
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Diese Hydraulisch bzw. automatisch erfolgende Bewegung der Kühlfläche
bzw. Rückbewegung derselben unter Federkraft wird nach einem weiteren Erfindungsgedanken
dadurch herbeigeführt, daß der Kühlzwlinder durch einen unbeweglichen und dicht
;iitschließenden aber mit ihm nicht fest verbundenen Kolben einseitig abgeschlossen
ist und daß die liewegting des Zylinders durch die zwischen Kolben und gebildetem
Gefriergutpfropfen austretende Gefrierflüssigkeit dann erzwungen wird, wenn der
allwachsende Eispfropfen die Durchlaßöffnung für die nicht gefrorene Flüssigkeit
so weit verengt, daß weniger davon ab- als zuläuft. Geht diese Bewegung der Kühlfläche
relativ zur Kühlzone noch gegen einen Federdruck vonstatten, so kann nach dem Abtauen
des Blockes. wenn der Weg des Gefrierwassers wieder frei geworden ist, durch die
in der Feder aufgespeicherte Energie der Kühlzylinder selbsttätig in die Kühlstellung
zurückgleiten, worauf sich erneut Eis bilden kann und der geschilderte Vorgang sich
wiederholt. Nach einem weiteren Erfindungsgedanken wird die Heizzone von der abzukühlenden
Gefrierflüssigkeit durchströmt, bevor diese in die eigentliche Gefrierzone gelangt.
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Die verhältnismäßig kleine Eismenge, die während der Abtauzeit an
derieitigen Stelle der Kühlfläche entsteht, die sich während dieser Zeit in der
Zone tieferer Temperatur befindet, kann gemäß der Erfindung nach \\'iederlierstellung
der Gefrierstellung vom Gefrierwasser unter Rückgewinnung der aufgespeicherten Kälte
wieder aufgetaut werden.
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In der Zeichnung (Fig. i und 2) ist die Einrichtung näher erläutert.
Fig. i zeigt die Gefrierstellung, Fig.2 die Abtaustellung. Die zylindrische Kühlfläche
in Rohr i ist mit 2.I bezeichnet. Sie wird außen ringförmig zunächst von der Kammer
3 und nach der Verschiebung von Kammer 2 umgeben, die beispielsweise bei .I und
den entsprechenden anderen Stellen in üblicher Weise durch nicht dargestellte Stopfbüchsen
abgedichtet sind. Innerhalb des Rohres i befindet sich der Kolben 5 mit dem Schaft
6. Der Kolben ; dichtet innen gegen das Rohr i ab. Außerhalb des Rohres befindet
sich am oberen Ende eine Feder 7, die einerseits auf der Stütze 8 aufliegt und andererseits
gegen eine Umbördelung 9 des Rohres i stößt. Die Kammern 2 und 3, die Auflage 8
und der Kolben 5 mit dem Schaft 6 stehen iin Raume fest. Das Rohr i ist beweglich.
Das Gefrierwasser wird durch das Rohr io dem Sammelgefäß i i zugeleitet. Wenn der
Spiegel des Wassers über den Stand 12 gestiegen ist, schließt der um die Achse
13 drehbare Schwimmer 14 die Zuleitung i o. Durch Leitung 15, Pumpe 16 und
Leitung 17 gelangt das Gefrierwasser in die Kammer 2, die die Zone höherer Temperatur
bildet. Die Temperatur in dieser Kammer liegt oberhalb der Gefriertemperatur. Durch
Leitung 18 gelangt jetzt das Gefrierwasser zu dem Kolben 5, der geeignete Bohrungen
besitzt, so daß das Wasser, wie in den Figuren gezeigt, gegen die innere Rohrwand
gespritzt wird, an der es herunterläuft. Kammer 3 wird beispielsweise durch Sole,
die mit Hilfe der Leitungen i9 und 20 zu- bzw. abgeleitet wird. unterhalb
der Gefrierternherattir des Wassers gehalten. Selbstverständlich kann die Kühlung
innerhalb der Kammer 3 auch durch ein direkt verdampfendes Kältemittel erfolgen.
An den der Kammer 3 gegenüberliegenden \\-andungen des Rohres i bildet sich auf
diese \%'cise der Eisblock 2 t allmählich als Zylinder aus. Das überschüssige,GefrierNvasser
tropft in die Schale i i zurück. Ist der Gefrierprozeß so weit vorgeschritten, daß
die Eisbildung den Schaft 6 erreicht, so kann das ain Kolben 3 eingespritzte
Gefrierwasser nicht
mehr entweichen. Sein Druck bewirkt, daß das
Rohr i nach unten bewegt wird, so daß der Eisblock 21 in den Bereich der Kammer
2 höherer Temperatur gebracht wird. Hierdurch erfolgt ein Abtauen, so daß der Eisblock
abfällt. Er fällt in Gestalt eines Hohlzylinders 23 auf eine durchlöcherte Unterlage
22 und rutscht automatisch von der schrägen Unterlage ab. Ist der Eisblock aus dem
Rohr i entfernt, so ist der Weg des Gefrierwassers wieder, frei und die beim Herabdrücken
des Rohres i zusammengepreßte Feder 7 bewirkt die Wiederherstellung der alten Rohrlage.
Das in die Schale i i abfließende Wasser wird wieder abgepumpt.
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Wenn während der Abtauperiode das Rohr i nach unten verschoben ist,
so daß der Eisblock 21
Wand an Wand mit Kammer 2 liegt, so gelangt der obere
Teil 25 des Rohres i (über der Kühlfläche 24) vorübergehend in den Temperaturbereich
der Kammer 3. Das Gefrierwasser, das über diese Stelle hinwegrieselt, wird deswegen
zum Teil dort anfrieren. Die Eisbildung ist jedoch nicht sehr stark, weil die Abtauperiode
verhältnismäßig kurz ist. Geht das Rohr i nach erfolgtem Abtauen wieder in seine
Anfangsstellung zurück, so wird das aus dem Kolben 5 hervorquellende Gefrierwasser,
das am oberen Rohrende 25 vorübergehend angefrorene Eis überspülen und unter Kälterückgewinnung
abtauen.