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Dokumentenidentifikation DE3030368C2 18.05.1989
Titel Kompressionskälteanlage zur Herstellung von Speiseeis
Anmelder Broedrene Gram A/S, Vojens, DK
Erfinder Gram, Hans, Vojens, DK
Vertreter Assmann, E., Dipl.-Chem. Dr.rer.nat.; Klingseisen, F., Dipl.-Ing.; Zumstein, F., Dipl.-Chem. Dr.rer.nat., Pat.-Anwälte, 8000 München
DE-Anmeldedatum 11.08.1980
DE-Aktenzeichen 3030368
Offenlegungstag 26.03.1981
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 18.05.1989
Veröffentlichungstag im Patentblatt 18.05.1989
IPC-Hauptklasse F25B 43/02

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft eine Kompressionskälteanlage zur Herstellung von Speiseeis oder dergleichen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Eine Kompressionskälteanlage dieser Art ist aus der DE-PS 8 98 754 bekannt, wobei ein Sammelbehälter vorgesehen ist, welcher bei einer Unterbrechung der Eisproduktion mit dem flüssigen Kältemittel gekühlt wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kompressionskälteanlage der eingangs angegebenen Art so auszubilden, daß die Kühlung während des Herstellungsvorganges von Speiseeis möglichst kurzfristig und verzögerungsfrei unterbrochen werden kann.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale im Kennzeichen des Anspruchs 1 gelöst. Durch Öffnen des Absperrventils kann die Kühlung im Verdampfer praktisch unmittelbar unterbrochen werden, da das flüssige Kältemittel, das im Verdampfer vorhanden sein kann, durch sein Eigengewicht in den Sammelbehälter ablaufen kann.

Das gesamte Kältemittel oder wenigstens ein beträchtlicher Teil des Kältemittels, das im Verdampfer vorhanden ist, strömt dabei durch den Sammelbehälter annähernd unter einem Druck, der im Verdampfer herrscht und durch das Expansionsventil beeinflußt ist. Ein Sieden im Sammelbehälter wird daher vermieden, so daß das Öl im Sammelbehälter nahezu ohne Verwirbelung abgeschieden und abgeführt werden kann. Dies wird durch den Abstand zwischen der Stelle, an der der Sammelbehälter mit dem Expansionsventil verbunden ist, und der Stelle erreicht, an der der Sammelbehälter mit dem Verdampfer verbunden ist, da dieser Abstand sicherstellt, daß der bei Durchgang des Kältemittels durch das Expansionsventil und aufgrund des Druckunterschiedes über dem Expansionsventil gebildete Dampf nicht durch die Flüssigkeit strömt, die im Sammelbehälter unter der Höhe angesammelt ist, die der Stelle entspricht, an der der Sammelbehälter mit dem Verdampfer verbunden ist.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist im Anspruch 2 angegeben, wobei die untere Kante des Napfes als Abscheideeinrichtung im Sammelbehälter dient, die bewirkt, daß der dem Sammelbehälter zugeführte Dampf durch das Öltropfen abscheidende Material strömt. Der Napf dient weiterhin als Aufpralleinrichtung für das Gemisch aus Dampf und Flüssigkeit, das in den Sammelbehälter strömt, wodurch die Ölabscheidung im Sammelbehälter weiter unterstützt wird.

Eine beispielsweise Ausführungsform der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 schematisch eine Kompressionskälteanlage nach der Erfindung,

Fig. 2 einen Teil dieser Anlage nach Fig. 1 in vergrößerter Darstellung während des Betriebs,

Fig. 3 in der Darstellung nach Fig. 2 die Anlage während des Betriebsstillstandes,

Fig. 4 einen Schnitt durch den Sammelbehälter mit Darstellung des Betriebszustandes, und

Fig. 5 den Sammelbehälter nach Fig. 4 während des Betriebsstillstandes.

In der Zeichnung ist eine zu kühlende Vorrichtung 1 dargestellt, die bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ein fortlaufend arbeitender Eiskrembereiter ist. Die zu frierende Krem wird über eine Leitung 2 der Vorrichtung zugeführt und verläßt die Vorrichtung über eine Leitung 3. Der zu kühlende Teil der Vorrichtung ist in der in Fig. 2 dargestellten Weise von einem Verdampfer 4 umgeben, der einen Mantel bildet, der über ein Rohr 5 mit dem oberen Teil eines Flüssigkeitsabscheiders 6 verbunden ist. Der Flüssigkeitsabscheider 6 ist über der Vorrichtung 1 angeordnet und ein Saugrohr 7 verbindet den oberen Teil des Flüssigkeitsabscheiders 6 mit der Ansaugseite eines Kompressors 8, dessen Druckseite über eine Leitung 9 mit dem Verflüssiger 10 in Verbindung steht. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird der Verflüssiger 10 durch eine Flüssigkeit gekühlt, die über die Verbindungsleitung 11 zugeführt und über eine Verbindungsleitung 12 abgeführt wird.

Das verflüssigte Kältemittel wird vom Verflüssiger 10 über eine Leitung 13 einem Expansionsventil 14 zugeführt, das über einen Schwimmer 15 gesteuert wird, der im Flüssigkeitsabscheider 6 angeordnet ist. Das Expansionsventil 14 steht über eine Rohrverbindung 16 mit einem Sammelbehälter 17 in Verbindung, der unter der Vorrichtung 1 angeordnet ist. Der Sammelbehälter 17 ist über ein Steigrohr bzw. eine Verbindungsleitung 18 mit dem Flüssigkeitsabscheider 6 verbunden.

Der Verdampfer wird vom Flüssigkeitsabscheider 6 über ein Ablaufrohr 19 versorgt, das vom Boden des Flüssigkeitsabscheiders 6 zu einer Tasche 20 verläuft, die in einer offenen Verbindung mit dem Verdampfer der Vorrichtung 1 steht. Der Sammelbehälter 17 und die Tasche 20 stehen miteinander über eine erste Verbindungsleitung 21 in Verbindung, in dem ein Absperrventil 22 angeordnet ist.

Aus den Fig. 2 und 3 ist weiterhin erkennbar, daß ein Absperrventil 33 und ein Solenoidventil 34 in die Leitung 13 vom Verflüssiger eingebaut sind. Weiterhin erstreckt sich der Verdampfer 4, der von dem Mantel 36 begrenzt wird, entlang des vollen Umfanges des zu kühlenden Teils 37 der Vorrichtung, der aus einem Zylinder bestehen kann, durch den das zu kühlende Material durch eine Fördereinrichtung geführt wird, die an sich bekannt ist und nicht weiter dargestellt wird. Die Rohrleitung 5 mündet im oberen Teil des Flüssigkeitsabscheiders 6 und dasselbe gilt für das Steigrohr bzw. die zweite Verbindungsleitung 18 vom Sammelbehälter 17. Die Tasche 20 steht weiterhin in einer freien Verbindung mit dem Verdampfer 4 an dessen Boden und das Ablaufrohr 19 mündet in der Tasche 20. Die Tasche ist weiterhin mit einem Ölableitungsrohr 38 und einem entsprechenden Ventil 39 versehen. Weiterhin weist der Sammelbehälter 17 ein Ölabführungsrohr 40 auf, in dem ein Absperrventil 41 vorgesehen ist.

Der Sammelbehälter 17 ist im vergrößerten Maßstab und in einer Schnittansicht in den Fig. 4 und 5 dargestellt. Er weist einen äußeren Behälter 50 auf, in den ein glockenförmiges Leitblech bzw. ein Napf 51 derart eingesetzt ist, daß die Schürze 52 des Leitbleches einen kleinen Zwischenraum bezüglich der Wand des Behälters 50 bildet. Die Schürze 52 verläuft weit nach unten in den Behälter 50 bis zu einer Höhe, die unter der Stelle liegt, an der die zweite Verbindungsleitung 18 mit dem Sammelbehälter verbunden ist. Aus der Zeichnung ist ersichtlich, daß die zweite Verbindungsleitung 18 mit dem Inneren des glockenförmigen Napfes verbunden ist.

Das Verbindungsrohr 16 vom Expansionsventil 14 mündet im Behälter 50 der Schürze 52 des Napfes 51 gegenüber in einer Höhe, die über der Höhe liegt, in der die zweite Verbindungsleitung 18 angeschlossen ist. Am oberen Teil weist der Napf einen Kragen 53 auf, der ein Rohrstück 54 umgibt, das in den Behälter 50 verläuft und das über die erste Verbindungsleitung 21 und das Absperrventil 22 mit der Tasche 20 verbunden ist. Zwischen dem Kragen 53 und dem Rohrstück 54 ist ein Zwischenraum 56 vorgesehen, durch den der Dampf in das Innere des Napfes 51 und von dort durch die zweite Verbindungsleitung 18 nach oben strömen kann. Zwischen dem oberen Teil des Napfes und dem oberen Teil des Behälters 50 ist ein Öltropfen abscheidendes Material 57 um den Kragen 53 herum angeordnet.

Die dargestellte Anlage arbeitet in der folgenden Weise:

Während des Betriebes (Fig. 2) ist das Absperrventil 22 geschlossen und es strömt das vom Verflüssiger 10 kommende Kältemittel somit durch die Leitung 13 und das Expansionsventil 14 nach unten durch das Verbindungsrohr 16 und in den Sammelbehälter 17. Während des Durchganges durch das Expansionsventil 14 wird etwas Kältemittel aufgrund des Druckabfalles über dem Expansionsventil 14 verdampft, so daß ein Flüssigkeitsdampfgemisch in den Sammelbehälter strömt. Dieses Gemisch trifft auch die Schürze 52, wobei die Flüssigkeit in den Behälter 50 unter der Unterkante der Schürze 52 fließen wird, während der Dampf dazu gebracht wird, durch das Material 57 und in das Innere der Napfes 51 zu strömen. Aufgrund der Tatsache, daß der Kompressor 8 vom Flüssigkeitsabscheider 6 ansaugt, werden die Flüssigkeit und der Dampf vom Sammelbehälter 17 nach oben durch die zweite Verbindungsleitung 18 geleitet und an den Flüssigkeitsabscheider 6 über der durch den Schwimmer 15 eingestellten Höhe abgegeben. Über das Ablaufrohr 19 wird der Verdampfer 4 mit der notwendigen Kältemittelmenge versorgt, wobei in dem Verdampfer 4 eine Verdampfung aufgrund der freien Verbindung zwischen diesem über das Rohr 5 und dem Inneren des Flüssigkeitsabscheiders 6 bewirkt wird, der mit dem Saugrohr 7 des Kompressors verbunden ist.

Bevor daher die Flüssigkeit dem Flüssigkeitsabscheider 6 und von dort dem Verdampfer 4 zugeführt wird, strömt sie durch den Sammelbehälter 17, wobei unter der Voraussetzung, daß der Sammelbehälter gut isoliert ist, keine Verdampfung von Bedeutung im Sammelbehälter 17 auftreten wird, so daß dementsprechend die Flüssigkeit eine Gelegenheit zur Abscheidung von Öl hat, das über das Ventil 41 abgeführt werden kann. Während des Betriebes der Anlage wird der Flüssigkeitsspiegel 60 im Sammelbehälter somit in der in Fig. 4 dargestellten Weise eingestellt, wobei aufgrund des Pegelunterschiedes zwischen dem Verbindungsrohr 16 und der zweiten Verbindungsleitung 18 kein Dampf durch die Flüssigkeit im Sammelbehälter 17 strömen wird. Statt dessen wird der Dampf zwangsweise durch das Material 57 und in das Innere des Napfes 51 über den Zwischenraum 56 geführt.

Wenn es während des Betriebes der Anlage notwendig sein sollte, die Anlage schnell abzuschalten, beispielsweise weil die Gefahr besteht, daß die Eiskrem in der Vorrichtung 1 in einen festen Zustand gefroren wird, ist es wichtig, unmittelbar eine Verdampfung im Verdampfer 4 zu verhindern. Dies wird durch Öffnen des Ventiles 22 in der ersten Verbindungsleitung 21 zwischen der Tasche 20 und dem Sammelbehälter 17 erreicht, so daß die Flüssigkeit, die im Verdampfer 4 vorhanden sein kann, aufgrund des Eigengewichtes in den Sammelbehälter 17 strömt. Die Kühlung im Verdampfer wird somit sofort unterbrochen. Darüber hinaus wird auch die Flüssigkeit, die im Flüssigkeitsabscheider 6 enthalten ist, zum Sammelbehälter 17 über das Ablaufrohr 19und die Tasche 20 geleitet. Gleichzeitig wird natürlich die Zufuhr des Kältemittels zum Expansionsventil 14 durch eine Betätigung des Solenoidventiles 34 unterbrochen. Wenn später wieder eine Kühlung der Vorrichtung 1 erforderlich ist, wird ein Unterdruck im Flüssigkeitsabscheider 6 aufgebaut und es wird das Ventil 22 geschlossen, so daß das Kältemittel in dem Flüssigkeitsabscheider 6 durch die zweite Verbindungsleitung 18 angesaugt wird. Dann wird der Flüssigkeitsabscheider 6 den Verdampfer 4 versorgen, so daß die Anlage arbeitet, wie es im vorhergehenden beschrieben wurde.


Anspruch[de]
  1. 1. Kompressionskälteanlage zur Herstellung von Speiseeis oder dergleichen, mit einem Expansionsventil, mit einem überfluteten Verdampfer zum Gefrieren des Speiseeises, und mit einem Sammelbehälter, welcher unterhalb des Verdampfers angeordnet ist und zeitweise das flüssige Kältemittel aus dem Verdampfer aufnimmt, wobei das Expansionsventil, der Sammelbehälter und der Verdampfer hintereinander angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Sammelbehälter (17) Einbauten (51, 52, 57) zur Ölabscheidung enthält, daß in einer ersten Verbindungsleitung (21) zwischen dem Sammelbehälter (17) und dem Verdampfer (4) ein Absperrventil (22) angeordnet ist, daß zwischen dem Sammelbehälter (17) und dem Verdampfer (4) eine zweite Verbindungsleitung (18) vorgesehen ist, die in den unteren Bereich des Sammelbehälters mündet, und daß das Absperrventil (22) während des Kühlbetriebes geschlossen und zum kurzzeitigen Unterbrechen der Kühlung im Verdampfer geöffnet wird.
  2. 2. Kompressionskälteanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Sammelbehälter (17) ein nach unten offener Napf (51) angeordnet ist, dessen untere Kante in einer Höhe unterhalb der Mündung der zweiten Verbindungsleitung (18) endet, daß die das Expansionsventil (14) enthaltende Leitung (16) mit dem Zwischenraum zwischen dem Behälter (17) und dem Napf (51) verbunden ist, daß die Öffnungen der ersten bzw. zweiten Verbindungsleitung (21, 18) in das Innere des Napfes (51) münden, daß der obere Teil des Napfes mit Durchlässen (56) versehen ist, und daß ein Öltropfen abscheidendes Material (57) im oberen Bereich des Zwischenraumes zwischen dem Behälter (17) und dem Napf (51) angeordnet ist.






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