DE2539151C3 - Anlage zur Herstellung von Brucheis - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anlage zur Herstellung von Brucheis mit einem senkrecht angeordneten Zylinder und einer darin gelagerten angetriebe- *^r> nen Förderschnecke, die das sich an einer Zylinderwandung bildende Dünnschichteis kontinuierlich abschabt und zum Eisauslaß fördert, wobei an den Zylinder der Verdampferteil eines Kühlkreislaufes vorgesehen ist, der Verdampfer mehrere parallelgeschaltete Rohrab- "·<» schnitte aufweist und an jedem Ende des Kühlteils des Zylinders zumindest je ein Einlaß für die Kühlflüssigkeit in die Rohrabschnitte des Verdampfers vorgesehen ist.

Eine derartige Anlage ist aus der US-PS 35 34 563 bekannt. Dabei ist der Verdampferteil jedoch innen « vorgasehen, die Förderschnecke als Hohlschnecke ausgebildet und diesen Verdampferteil umgebend angeordnet. Der Verdampfer weist zwei parallelgeschaltete Rohrabschnitte auf, die sich jeweils über die gesamte Höhe der Förderschnecke erstrecken. Der eine *o Rohrabschnitt hat seinen Einlaß unten und seinen Auslaß oben, während es bei dem anderen Rohrabschnitt umgekehrt ist. Die Kühlflüssigkeit wird also in den beiden Rohrabschnitten vergleichsweise gegenläufig über die gesamte Länge des Zylinders geleitet, um ··"> eine mehr gleichmäßige Kühlung über die Zylinderlänge zu erreichen. Die bekannte Anlage weist einen relativ hohen Driickverlust auf, writ beide Rohrleitungen infolge ihrer Anordnung auf der vollen Zylinderhöhe relativ lang gestaltet sind. Wird dabei mit vollständiger Verdampfung gearbeitet, dann liegen oben und unten am Zylinder jeweils folgende Verhältnisse vor: Die Einlaßseite des einen Rohrabschnittes fällt örtlich benachbart mit der Auslaßseite des anderen Rohrabschnittes zusammen, während auf der Einlaßseite die Wärmeübei-gangszah! im Bereich des Blasensiedens vergleichsweise gut ist, ist sie bekanntermaßen an der Auslaßseite um Größenordnungen niedriger, so daß sich aus der Summe der Einwirkungen ein vergleichsweise schlechter Wärmeübergang ergibt, der im oberen Bereich des Zylinders eine schlechte Nachkühlung des Eises nach sich zieht Eiwa in Zylindermitte wird im Konvektionsbereich gearbeitet, wobei in beiden Rohrabschnitten ein sehr hoher Wärmeübergang erreicht wird.

Aus der CH-PS 4 64 978 ist eine Anlage zur Herstellung von Eis bekannt, bei der der Zylinder liegend angeordnet ist Der Rohrabschnitt des Verdampfers ist in eine Schicht aus Metall mit hoher Wärmeleitfähigkeit eingebettet Auch die DE-AS 14 01564 zeigt eine ähnliche Maschine mit einem Verdampfer, dessen Rohrabschnitt eng um die Zylinderaußenwandung herumgelegt ist, wobei die Windungen aneinander und an der Zylinderaußenwandung weitgehend anliegen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Anlage der eingangs beschriebenen Art die Verhältnisse des Wärmeübergangs auf der Kältemittelseite in besonderer Weise der Herstellung von Brucheis anzupassen, also auf den örtlichen Wärmeübergang so Einfluß zu nehmen, daß Brucheis mit gewünschten Eigenschaften entsteht. Die bedeutet, daß der Wärmeübergang entlang des Zylinders nicht nivelliert, sondern an solchen Stellen erhöht wird, an denen ein solch hoher Wärmeübergang erwünscht oder unschädlich ist.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß die Auslässe für das Absaugen der verdampften Kühlflüssigkeit etwa in der Mitte des Kühlteils des Zylinders vorgesehen sind. Hierdurch werden die Drosselverluste vermindert, weil jeder einzelne Rohrabschnitt eine vergleichsweise geringere Länge aufweist. Der Wärmeübergang im Verdampfer wird örtlich so gestaltet, daß einerseits ein guter Wärmeübergang im Bereich der Phasenänderung Wasser/Eis eintritt. Andererseits ist der Wärmeübergang am Wassereinlaß niedrig genug, um bereits hier einen zu großen Wärmeentzug zu vermeiden, was zu Störungen im kontinuierlichen Betrieb der Anlage führen könnte. Im Bereich des durch eine bekannte Schwimmerregelung eingestellten Wasserniveaus findet dagegen ein erheblich gesteigerter Wärmeübergang statt, der die Phasenänderung Wasser/Eis an dieser Stelle begünstigt. Auch eine gute Nachkühlung im Bereich des Verdichtungsraumes wird erreicht, indem ein Teil des Kältemittels durch die entsprechende separate Verdampferstrecke geführt wird.

Zur weiteren Verminderung der Drosselverluste können die Rohrabschnitte doppelgängig vorgesehen sein, wobei somit mindestens vier parallele Teilströfne für die Kühlflüssigkeit gebildet sind. Es steht damit ein ausreichend großer Querschnitt für die Benetzung der Innenwand des Verdampfers zur Verfugung. Infolge herabgesetzter Strömungsgeschwindigkeit sind auch die Reibungsverluste geringer.

Die Aufteilung des Kühlkreislaufes in mehrere Rohrabschnitte des Verdampfers kann hinter dem

gemeinsamen Expansionsventil vorgesehen sein, wobei entweder ein Expansionsventil für sämtliche vier Teilstrecken oder aber je ein Expansionsventil für je zwei Teilstrecken vorgesehen sind.

Die Rohrabschnitte des Verdampfers sind in eine Schicht aus Metall mit hoher Wärmeleitfähigkeit, vorzugsweise Zinn, eingebettet, um die Unterschiede im örtlichen Wärmeübergang benachbarter Rohrschlangenwindungen auszugleichen und die Entstehung von isolierenden Luftzwischenräumen zwischen den Rohrschlangen zu verhindern. Dabei sind die Rohrabschnitte unter Bildung von aneinander und an der Zylinderaußenwandung weitgehend anliegenden Windungen um den Kühlteil des Zylinders herumgeführt

Der Erfindungsgedanke wird anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels beschrieben. Es zeigt

Fig. la, Ib einen zweiteiligen Längsschnitt durch den Zylinder der Anlage und

Fig. 2 eine schematisierte Schaltbildskizze des Kühlkreislaufes der Anlage.

Die Anlage zur Herstellung von Brucheis weist einen senkrecht angeordneten Zylinder 1 und e'.ie darin gelagerte angetriebene Förderschnecke 2 auf, die das sich an der Zylinderinnenwandung 3 bildende Dünnschichteis 4 kontinuierlich abschabt und zum Eisauslaß 5 fördert.

Die Zylinderaußenwandung 6 ist im Bereich des Kühlteils 7 von mehreren Rohrabschnitten 8a, Sb, 9a, 9b umgeben, die gemeinsam den Verdampfer eines Kühlkreislaufes bilden. jo

Der Verdampfer ist mit seinen Rohrabschnitten 8a, Sb, 9a, 9b in mehrere Strecken aufgeteilt, wobei die Einlasse 10 für die Kühlflüssigkeit in die Rohrabschnitte 8a, Sb, 9a, 9b an den beiden Enden des Kühlteils 7 des Zylinders angeordnet sind. Der Kühlteil 7 entspricht im wesentlichen der vertikalen Strecke der Förderschnekke 2, die mit dem Fördergewinde 11 versehen ist.

Die Auslässe 12 aus den Rohrabschnitten 8a, Sb, 9a, 9b des Verdampfers sind etwa in der Mitte des Kühlteils 7 des Zylinder--, 1 vorgesehen, wobei die Rohrabschnitte -in 8a, Sb, 9a, 96 so gewickelt sind, daß sie sowohl an der Zylinderaußenwandung 6 als auch aneinander möglichst eng anliegen. Es ist ersichtlich, wie die beiden Rohrabschnitte 8a, 86 nebeneinanderliegend gewickelt sind, ebenso die Rohrabschnitte 9a, 9b. Insgesamt werden somit mindestens vier parallele Teilströme für die Kühlflüssigkeit gebildet.

Es versteht sich, daß infolge der Aufteilung des Verdampfers in mehrere Teilstrecken die Geschwindigkeit des Kühlmittels im Verdampfer herabgesetzt ist, wodurch auch die Reibung und die Drosselverluste herabgemindert sind. Entscheidend aber ist, daß der Wärmeübergang örtlich so bemessen wird, wie er der Herstellung des Brucheises am besten gerecht wird. Dies bedeutet, daß am Wassereinlaß 13 nicht sofort örtlich ein besonders hoher Wärmeübergang erreicht wird; dies könnte die Gefahr des Einfrierens der Förderschnecke 2 nach sich ziehen. Der örtlich maximale Wärmeübergang innerhalb der Rohrabschnitte 9a, 9b wird im Bereich unterhalb des Wasserspiegels, der durch die nicht dargestellte Schwimmerregelung in dem Zylinder 1 eingestellt ist, erreicht Die Rohrabschnitte 8a, Sb sorgen für eine gute iJachkühlung des Eises in der Verdichtungszone der Förderschnecke 2.

Sämtliche Rohrabschnitte 8a, Sb, 9a, 9b sind in eine Schicht 14 aus Metall mit hoher Wärmeleitfähijkeit, vorzugsweise Zinn, vollständig eingebettet, um jede Minderung des Wärmeüberganges durch isolierende Lufträume zu vermeiden.

In Fig.2 ist die Schaltbildskizze des Kühlkreislaufes dargestellt. Ein Kompressor 15 saugt aus dem Niederdrucksammeiraum 16 dampfförmiges Kältemittel an und verdichtet dies. Der hochgespannte Dampf wird im Verflüssiger 17 gekühlt, wobei er am Ende des Verflüssigers 17 in flüssiger Form vorliegt. So wird er dem Expansionsventil 18 zugeleitet, in welchem die Druckerniedrigung und die teilweise Verdampfung stattfindet Hinter dem Expansionsventil 18 wird die Leitung in die verschiedenen Rohrabschnitte 8a, Sb, 9a, 9b aufgeteilt. Von dort durchfließt das Gemisch aus Flüssigkeit und Dampf den Verdampfer und entzieht dem Zylinder 1 die Wärme zum Gefrieren des Eises. Die Auslässe 12 bilden die gemeinsame Absaugung und führen zu dem Niederdrucksammeiraum 16.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Anlage zur Herstellung von Brucheis mit einem senkrecht angeordneten Zylinder und einer darin gelagerten angetriebenen Förderschnecke, die das sich an einer Zylinderwandung bildende Dünnschichteis kontinuierlich abschabt und zum Eisauslaß fördert, wobei an dem Zylinder der Verdampferteil eines Kühlkreislaufes vorgesehen ist, der Verdampfer mehrere parallelgeschaltete Rohrabschnitte ι ο aufweist und an jedem Ende des Kühlteils des Zylinders mindestens je ein Einlaß für die Kühlflüssigkeit in die Rohrabschnitte des Verdampfers vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslässe (12) für das Absaugen der verdampften Kühlflüssigkeit etwa in der Mitte des Kühlteils (7) des Zylinders (1) vorgesehen sind.

2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrabschnitte (8a, 8b sowie 9a, 9b) doppelgängig vorgesehen und somit mindestens vier parallele Tenströme für die Kühlflüssigkeit gebildet sind.

3. Anlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufteilung des Kühlkreislaufes in mehrere Rohrabschnitte (8a, 86, 9a, 9b) des Verdampfers hinter dem gemeinsamen Expansionsventil (18) vorgesehen ist.

4. Anlage nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrabschnitte (8a, Sb, 9a, 9b) des Verdampfers in eine Schicht (14) aus Metall »> mit hoher Wärmeleitfähigkeit, vorzugsweise Zinn, eingebettet sind.

5. Anlage nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Lehrabschnitte (8a, Sb, 9a, 9b) unter Bildung von aneinu ider und an der « Zylinderaußenwandung (6) weitgehend anliegenden Windungen um den Kühlteil (7) des Zylinders (1) herumgeführt sind.