DE9102051U1 - Eiserzeugungsvorrichtung - Google Patents

Description

Bekannt sind Eiserzeugungsvorrichtungen mit Wärmeaustauschplatten, die von dem zu gefrierenden Wasser berieselt werden und denen wechselnd in einer Eisbildungsperiode kaltes Medium und in einer Abtauperiode warmes Medium zugeführt wird. In der Eisbildungsperiode, die bspw. 20 Minuten dauern kann, setzt sich an den Oberflächen der Wärmeaustauscherplatten eine Eisschicht von einigen Millimetern Dicke an. Wenn in der Abtauperiode den Wärmeaustauscherplatten warmes Medium zugeführt wird, schmilzt die an den Wärmeaustauscherplatten haftende Grenzschicht des Eises, so daß dies sich löst und abfällt. Das Spiel beginnt dann von neuem.

Voraussetzung für eine ordnungsgemäße Arbeitsweise ist, daß die Eisschichten lediglich auf den Großflächen der Wärmeaustauscherplatten haften und sich keine Verklammerungen der Eisschichten mit nicht fallenden Wärmeaustauscherflächen oder miteinander ergibt. In diesem Zusammenhang ist besonders der obere Rand der Wärmeaustauscherplatten gefährdet. Dieser Rand umfaßt oberhalb des mediumführenden Hohlquerschnitts der

Platte einen aufrechtstehenden Randstreifen, der die Schweißnaht zwischen den beiden die Wärmeaustauscherplatte bildenden Bleche enthält. Dieser Randstreifen wird im Hinblick auf Materialverbrauch und Raumbedarf im allgemeinen so schmal wie möglich gemacht. Seine Breite (gemessen in vertikaler Richtung) liegt in der Regel zwischen 5 und 15 mm. Infolge von Wärmeleitung nimmt der Randstreifen am Temperaturwechsel der Platte teil, wobei die Gefahr besteht, daß das ihn oben übergreifende Eis das Abfallen der Eisschicht erschwert oder verzögert, was zu Betriebsstörungen führen kann, oder dazu zwingt, die Abtauphase zu verlängern, wodurch die Wärmewirtschaftlichkeit beeinträchtigt wird.

Diese Nachteile werden durch die Erfindung vermieden, deren Grundgedanke darin besteht, die Bildung von den oberen Plattenrand übergreifendem Eis zu verhindern, und zwar dadurch, daß der Randstreifen so breit gestaltet wird, daß die Wärmeleitdistanz seiner oberen Kante zu dem mediumführenden Querschnitt der Platte zu groß für eine wirksame Eisbildung wird.

Dieser Erfindungsgedanke läßt sich in eine Formel kleiden, die die physikalischen Bedingungen für das Zustandekommen des angestrebten Effekts enthält, insbesondere die angewendeten Temperaturen, Wärmeleitzahlen, Materialquerschnitte, Wasserzuführungstemperatur und Dauer der Eisbildungsperiode. Weil jedoch die Größenordnung dieser Parameter in allen Anwendungsfällen etwa ähnlich ist und somit auch zu ähnlichen Mindestbreiten des Randstreifens führt, genügt es, diese Mindestbreite anzugeben, die hier in der Regel über 20 mm, vorzugsweise 25 mm, weiter vorzugsweise über 30 mm liegt. Eine Breite von 40 mm braucht in der Regel nicht überschritten zu werden. Feststellung der geeigneten Breite durch Versuch ist leicht möglich.

Die Erfindung ist von besonderem Wert dann, wenn das Wasser in Wärmeaustauscherplatten mittig von oben durch symmetrisch zur vertikalen Mitlinie des Randstreifens angeordnete

Wasseraufgabeöffnungen zugeführt wird. Gegenüber seitlich zur Mittelebene versetzten Lochanordnungen hat dies den Vorteil, daß der Herstellungsaufwand entsprechend der geringeren Lochzahl verringert wird und daß Verschmutzungsstörungen dank dem größeren Lochdurchmesser weniger leicht auftreten. Zwar ist diese Lochanordnung im Zusammenhang der zuvor erläuterten Erfindung von besonderer Bedeutung, weil bei mittiger Wasseraufgabe die Gefahr der Eisbildung am oberen Plattenrand besonders groß ist; jedoch liegt auf der Hand, daß die Lochanordnung ggfs. unabhängig von der Randausbildung der Wärmeaustauscherplatte Schutz verdient.

Die Erfindung wird im folgenden näher unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert, die ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel in einer Querschnittsdarstellung eines oberen Plattenrandes samt zugeordneter Wasseraufgabeöffnung darstellt.

Die Wärmeaustauschplatte, die - soweit nicht anders erläutert - herkömmlichen Aufbau aufweist, besteht aus zwei Blechtafeln, die durch eine Schweißnaht 1 unmittelbar oberhalb des obersten mediumführenden Querschnitts 2 miteinander verschweißt sind. Die Schweißnaht 1 und der sich oberhalb daran anschließende Bereich 3 der hier im wesentlichen flach aufeinanderliegenden Bleche bilden gemeinsam den Randstreifen 4, der symmetrisch zur vertikalen Mittelebene 5 der Wärmeaustauscherplatte liegt. Das zu kühlende Wasser wird von einem oberhalb des Bodens 6 befindlichen Wasservorrat durch eine Reihe von Ausgabeöffnungen 7 zugeführt, die gleichfalls symmetrisch zur Mittelebene 5 angeordnet sind. Der Randstreifen 4 teilt den aus der Ausgabeöffnung 7 austretenden Strom auf die beiden Seitenflächen der Wärmaustauscherplatte auf.

Der Randstreifen 4 steht wärmeleitend mit dem mediumbeaufschlagten Teil 2 der Wärmeaustauscherplatte in Verbindung und wird daher während der Eisbildungsperiode gekühlt, wobei der Wärmetransport mit zunehmender Entfernung von dem Bereich 2 abnimmt. Die Breite des Randstreifens 4 ist so bemessen, daß

die Eisbildung an dem Randstreifen 4 selbst unter ungünstigen Verhältnissen nicht dessen Oberkante 8 erreicht, bzw. daß die Eisbildung am oberen Rand 8 so gering ist, daß sie in der
Abtauphase unverzüglich gelöst wird und jedenfalls kein
Hindernis für das Abfallen der an dem Wärmeaustauscher gebildeten Eisschicht bildet.

Claims (4)

- 5 Schutzansprüche

1. Eiserzeugungsvorrichtung mit mindestens einer Wärmeaustauscherplatte und einer Wasseraufgabeeinrichtung mit oberhalb des oberen Rands der Wärmeaustauscherplatte befindlichen Wasseraufgabeöffnungen (7), wobei die Wärmeaustauscherplatte periodisch mit kaltem Medium zur Bildung einer Eisschicht und warmem Medium zum Ablösen der Eisschicht beaufschlagbar ist und wobei der obere Rand der Wärmeaustauscherplatte von einem oberhalb seines Medium führenden Querschnitts (2) hochragenden, eine Schweißnaht (1) enthaltenden Randstreifen (4) gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Randstreifen (4) eine vertikal gemessene Breite von mindestens 20 mm aufweist.

2. Eiserzeugungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Randstreifen eine vertikal gemessene Breite von mindestens 25 mm aufweist.

3. Eiserzeugungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Randstreifen eine vertikal gemessene Breite von mindestens 30 mm aufweist.

4. Eiserzeugungsvorrichung, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine Wasseraufgabeöffnung (7) symmetrisch zur vertikalen Mittellinie (5) des Randstreifens (4) angeordnet ist.