DE2360401A1

DE2360401A1 - Kuehlvorrichtung, insbesondere fuer nahrungsmittel

Info

Publication number: DE2360401A1
Application number: DE2360401A
Authority: DE
Inventors: Ronald Andrew Banike
Original assignee: INTEGRAL PROCESS SYST Inc
Current assignee: INTEGRAL PROCESS SYST Inc
Priority date: 1973-03-08
Filing date: 1973-12-04
Publication date: 1974-09-19
Also published as: CA991872A; JPS49125945A; GB1435829A; US3818719A; AU6199973A

Description

Dipl. ing. F. Welckmann..".
Dipl. Eng. H. WeSckmann, DIpI. Phys. Or. K. Flncki
ng. F. A. Weickmann, OipS. CSiera. I. Hute
8 Sinchen 27, Höhlstr. 22

INTEGRAL PROCESS SYSTEMS, Ins.

70 Morth Street

Park Forest^ Illinois, V.St.A.

Kühlvorrichtung <? insbesondere für Nahrungsmittel

Die Erfindung betrifft eine Kühlvorrichtung %xm Gefrieren oder Abkühlen von Artikeln, insbesondere von Nahrungsmitteln.

Die Erfindung besteht darin, daß ein Verteilersystem zur gleichiTiMßigen Verteilung eines. Kühlmittels über eine Kühlkanimer mit einem Siagaag und einem Ausgang vorgesehen ist sowie eine Fördereinrichtung sur Bewegung der Artikel in der Kammer von dem Eingang zum Ausgang, daß eine Einrichtung zur Zuführung eines flüssigen Kühlmittels in die Kammer vorgesehen ist_ff welches die Artikel, in einem im Abstand vom Eingang der Kaiser angeordneten Zuführungsbereich berührt, und daß die Einrichtung zur Zuführung des Kühlmittels von einem zur Kammer führenden Kanal, einer Düseneinrichtung zur Einbringung eines Kühlmittelstromes und von einer Ablenkeinrichtuna ge-

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bildet wird, die in einem Winkel zum Kühlmittelstrom angeordnet ist und in den Kühlmittelstrom eingreift, um den Strom über den Kanal und danit über die Breite der Kammer zu verteilen.

Gemäß einem vorteilhaften Merkmal der Erfindung werden die zu gefrierenden oder abzukühlenden Artikel auf der Fördereinrichtung während des Kühlprozesses durch die Vorrichtung hindurchbewegt, während dag durch die Einrichtung 'zur Zuführung des Kühlmittels/ die aus dem zur Kammer führenden Kanal, der Düseneinrichtung und dem Ablenkblech gebildet wird, zugeführte Kühlmittel auf das unter einem Winkel gegenüber .der Horizontalen angeordnete Ablenkblech aufprallt und in einzelne Strömunosanteile aufgeteilt wird, die über die Breite des Kanales und damit über die Breite der Kamrver gleichmäßig verteilt v/erden.

Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung. Darin zeigen:

Fig.l eine Seitenansicht der erfindungsgenäßen Vorrichtung;

Fig.2 einen senkrechten Längsschnitt entlang der Mittellinie durch die in der Fig.l dargestellte Vorrichtung;

Fig.3 eine Teilansicht eines Horizontalschnittes durch die erfindungsqemäße Vorrichtung in der Nähe des Gasumwälzgehl#ses;

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• Fig.4 eine Stirnseitenansicht von der linken oder der Aus<rancrsseite der in der Fig.l dargestellten Vorrichtung;

Fig»5 eine Ansicht ähnlich der Fig.4, jedoch von der . gegenüberliegenden Seite der Vorrichtung;

Fig.6 eine vergrößerte Schnittansicht entlang der Linie 6-6 nach Fig.l, wobei Teile weggebrochen sind und

Fig.7 eine vergrößerte Schnittansicht entlang der Linie 7-7 nach Fig.l, wobei Teile weggebrochen sind.

Die in der Zeichnung bspw. dargestellte Vorrichtung 10 weist eine längliche, wSrmeisolierte Kammer 11 auf, die aus einer Reihe von mit ihren Enden gegeneinander gesetzten Unterkammern 12 besteht, die jeweils mit wflrraeisolierten Wandungen und mit an Gelenken geführten isolierten Verschlußkappen,13 ausgestattet sind, wie dies die Fig.2 zeigt. Die Unterkaxanern 12 werden von Riegeln 14 mit gegeneinandergerichteten Enden lösbar zueaninien gehalten, während die Verschlußklappen 13 normalerweise mittels Riegeln 15 verschlossen sind.

Wie in der Fig.5 zu erkennen ist, kann jede Verschlußklappe zur Pflege und Reinigung des Innenraumes der. Kammer oder des Tunnels 11 mittels Druckluftzylindern 16 angehoben werden, die an der Seite der Kammer oder des Tunnels 11 angeordnet sind.

Der wärmeisolierte Tunnel 11 ist nit einem Einlaßende 17 und einer. Ausladende 18 zur Durchführung von nicht dargestellten Artikeln versehen, öle mittels eines durchbrochenen Metall-

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förderbandes 19 gefördert werden. Das Förderband 19 erstrecht sich"über das Uinlaßende 17 des Tunnels hinaus, wie dies in der Fig.2 zu erkennen ist, und läuft über eine Rolle 20, die an einem vorstehender. Teil 21 der Vorrichtung befestigt ist. Das gegenüberliegende Ende des Förderbandes 19 läuft "in ähnlicher Weise über eine angetriebene Rolle 22, die in herkömmlicher Weise von einem Motor 23 angetrieben wird, wie dies in der Fig.l zu erkennen ist.

Das bei den dargestellten Ausführungsbeispiel benutzte flüssige Kühlmittel ist flüssiges Kohlendioxvd und wird der Vorrichtung 10 von einer nicht dargestellten Quelle über eine Leitung 24 zugeführt, die sich in die Isolierung 25 hineinerstreckt, welche sich an eine Isoliermasse 26 anschließt, in welcher ein Gasumwälzgebläse 27 angeordnet ist, das von einem außerhalb befindlichen elektrischen Motor28 angetrieben wird.

Die Leituna 24 dient zur Aufnahme des unter Druck stehenden flüssigen Kohlendioxydes, das ununterbrochen in der Leitung zirkuliert, welche mit einem Einlaß 29, einer innerhalb der Isolieruno 26 angeordneten Leiterschleife 30 und einem Auslaß 31 ausgestattet ist, der das Kühlmittel zur Quelle für das flüssige Kühlmittel zurückleitet. Dadurch, daß die Flüssigkeit dauernd zirkuliert, kann sich das Kohlendioxvd in der Leitung 24 nicht als Festkörper absetzen, welcher zu einem Stau der Strömung führen würde.

Für die Speisung des flüssigen Kühlmittels zur Vorrichtung 10 iet ein Hauptreqler 32 mit Ein-Aus-Steilung vorgesehen, der in Form eines Kugelventile ausgebildet ist und mit einem

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außerhalb der Vorrichtung befindlichen Handgriff 33 bedienbar ist. Das flüssige Kühlmittel wird je nach Bedarf durch ein druckluftgesteuertes Ventil 85 zugeführt, welches durch ein Ventilsteuergerät 35 und ein Düsenventil 34 betätigt wird.

Uift den in dem Ventil 34 herrschenden Flüssigkeitsdruck anzuzeigen und um dadurch zu erkennen, ob das Ventil richtig arbeitet, ist an der Gehäusewand 37; die die Isolierinasse 26 für das Gebläse 27 umschließt„ ein Druckanzeiger 36 angeordnet.

Das Ventil 34 greift bis in den Aaslaß 38 für das isolierte Umwälzgebläse 27 ein, so daß es das flüssige Kühlmittel bis zu diesem Auslaß fördert. Der Flüssigkeitsstrom,der bei dem. dargestellten Ausführungsbeispiel aus flüssigen¹ Kohlendioxyd besteht, tritt aus der Düse, wie durch die Linie 39 gekennzeichnet, aus und wird gegen ein Ablenkblech 40 geleitet, wie dies in der Fig.7 gezeigt ist, das unter einen Winkel von 45° gegenüber der Horizontalen geneigt ist, während die Neigung des austretenden Flüssigkeitsstromes 39 kleiner als 45° gegenüber der Horizontalen ist und daher kleiner als 90° gegenüber dem Ablenkblech 40.

Das Verteilersvstera zur Einleitung des flüssigen Kühlmittels in die Kammer oder 'den Tunnel 11 leitet das Kühlmittel gleichmäßig und schnell über die Breite dor Kammer, was insbesondere in dem Fall wichtig ist, wenn ein Kühlmittel wie flüssiges Kohlendioxyd verwendet wird, welches sich schnell in einen Pestkörper und unter Druckverlust in ein Gas umwandelt. Die Einrichtung zur Einleitung des flüssigen Kühlmittels weist daher einen zur Kammer 11 führenden Förderkanal auf, welcher

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nebeneinanderliegende, gebogene Leitbleche 45 (siehe Fig.3,6 und 7) aufweist, die nebeneinanderliegende Kanäle 83 bilden, deren Enden sich dicht nebeneinandorllegend an das Ablenkblech 40 anschließen, so daß ein Eingangsteil für den Förderkanal 83 gebildet wird, und die Ausgänge aufweisen, welche einen Ausgangsteil des Förderkanals bilden, der sich über die ganze Breite der Kammer II erstreckt, wie dies in der Fig, 3 zu erkennen ist. Diese Leitbleche 45 sind bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel von dem seitlichen Eingangsteil zum in Länqsrichtung liegenden Ausgangsteil um 90° gebogen.

Um das aus der Düse 34 austretende Kühlmittel zu verteilen« ist das Ablenkblech 40 an Eingang der Förderkanäle 83 in einem Winkel gegenüber dem aus den Ventil 34 austretenden Kühlmittelstrom 39 angeordnet und greift in den Kühlraittelstrom ein, um diesen in kleine Teilchen 84 aufzuteilen und ura den Kühlmittelstrom am Ablenkblech 40 seitlich über die Breite des Kanals zu verteilen. Der Winkel des Ablenkbleches 40 gegenüber dem aus dem Ventil 34 austretenden Kühlmittelstrom 1st größer als 90°, wobei das Ablenkblech in Richtung zum Kanal geneigt ist, wie dies in der Fig.7 dargestellt ist. Der Förderkanal 83 und die längliche Kammer 12 liegen gegenüber den Ventil 34 hintereinander. -

Das Ablenkblech 40 dient dazu, das flüssige Kühlmittel über die Breite 44 der Gefrierkammer oder des Tunnels 11 gleichmäßig und schnell zu verteilen, selbst wenn ein einziges Düsenventil 34 verwendet w£rd, wie dies in der Zeichnung dargestellt ist. Auf diese Weise sorgen das einzige Ventil 34, das Ablenkblech 4O und die um 90° gebogenen Leitbleche 45# die in einer Verschlußklappe 13 angeordnet sind, schnell

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und wirkungsvoll dafür, daß. das flüssige Kühlmittel 39 von einer im allgemeinen zur LHnosachse des Tunnels 11 cmer verlaufenden Strömungsrichtung um 90° in Längsrichtung zum Tunneleinlaßende 17 umgeleitet werden.

Der Hauptregler 32 ist über eine Rohrleitung 42 mit einem Druckentlastungsventil 41 verbunden, und das Düsenventil 34 ist mittels einer Rohrleitimg 43 an den Druckanzeiger 36 angeschlossen. ^Tiie aus den Fig.2, 6 und 7 zu entnehmen ist, sind die Leitbleche 45 in einer erhöhten Verschlußklappe 46 der einzelnen Verschlußklappen 13 angeordnet.

Um die auf der Fördereinrichtung 19 liegenden Artikel zu gefrieren, berührt die Flüssigkeit die Artikel unmittelbar, welche aus Nahrungsmittelpackungen bestehen, die gefroren werden sollen, ^T-/ie z.B. aus im Abstand zueinander angeordneten Fleischpastetchen u.cgl., wobei die Berührung zwischen dem Kühlritteln und den Artikeln in Gegenstrom erfolgt, wie dies bei dem dargestellter Ausführungsbeispiel zu erkennen ist, wo sich die zu gefrierenden Produkte von rechts nach links oder vom Eingang 17 zum Ausgang 18 bewegen, wie dies durch die Pfeile 47 angedeutet ist, während das Kühlmittel von links nach rechts strömt, wie dies durch die Pfeile 48 gezeigt ist.

In den Fällen, in denen das flüssige Kühlmittel aus flüssigem Kohlendioxyd o.dgl. besteht, wandelt es sich an der Eintrittsstelle in die Vorrichtuno beim Durchtritt durch ein Strömunqsventil, wie z.B. durch das Düsenventil 34, augenblicklich in ein Gemisch aus festen Schneeteilchen und kaltem Gas uri. Der Schnee fällt auf die Oberseite der Artikel und

in gewissem Ausmaß zwischen die Artikel und wandelt sich dann iri kaltes Gas um. Der Tunnel weist am Ende eine Sublimationf'-zone 49 auf, die zwischen den Zuführungsabschnitt 38 für das Kühlmittel, welcher sich mit dem Auslaß für das Umwälzgebläse 38 deckt, und dem Auslaßende 18 des Tunnels liegt. In dieser Sublimationszone 49 sind an der Oberseite drei im Abstand zueinander angeordnete Gebläse 50 vorgesehen, die jeweils durch einen Elektromotor 51 angetrieben werden und nach unten greifen, um dafür zu sorgen, daß jegliche~Festkörperteilchen, die von den Artikeln auf der Fördereinrichtung 19 mitgenommen werden, sublimieren, so daß keine Festkörperteilchen aus dem Tunnel heraustransportiert werden.

Der Einführungsbereich 38 für das Kühlmittel ist von dem Tunneleingang 17 entfernt angeordnet, und in der Nähe des Eingangs 17 ist eine Einrichtung angeordnet, die das verteilte Kühlmittelgas am Absaugungsquerschnitt 52 absaugt. Diese Einrichtung weist einen horizontal angeordneten Zylinder 53 auf, der an seinem Boden mit einer zur Aufnahme des Gases aus den Eingangsbereich 17 dienenden öffnung 54 ausgestattet ist, sowie ein von einem'Motor angetriebenes Gebläse 55/ welches das Gas nach oben durch eine Abgasleitung 56 absaugt.

Innerhalb des Tunnels 11 schließt sich sowohl an den Absaugungsbereich 52 als auch an die Fördereinrichtung 19 im Bereich des Einlaßendes 17 des Tunnels ein längliches/ die Strömung verengendes Leitblech 57 an, das dazu dient, die Gasgeschwindigkeit Ir Strömungsbereich 58 unterhalb des Leitbleches und oberhalb der Fördereinrichtung 19 und der auf der Fördereinrichtung angeordneten Artikel zu vergrößern.

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Bei einem ausgeführten Gegenstand der Erfindung wurde die Unterkante 59 des Leitbleches 57 1/2 inch (12,8 mm) über den auf der Fördereinrichtung liegenden Artikeln angeordnet, welche in diesem Fall von flachen Fleischpastetchen gebildet wurden. "

Das Leitblech 57 dient außerdem dazu, die Menge des verbrauchten* Kühlmittelgases 60, das aus dem Tunnel abgesaugt wird, gering zu halten, und außerdem dazu, die Kühlmittelgasmenge zu regulieren, die innerhalb der Vorrichtung umgewälzt wird.

Wie in der Fig.2 zu erkennen ist, ist der Tunnel unterhalb der Fördereinrichtung 19 mit horizontal angeordneten Platten ausgestattet, von denen sich eine Platte 61 im Bereich des Einganges 17 und des Absaugungsbereiches 52 befindet und eine weitere Platte 62, deren eines Ende im Abstand zur Platte 61 angeordnet ist und deren anderes Ende sich über den Einführungsbereich 38 für das Kühlmittel in Richtung zum Tunnelausgang 18 erstreckt. Der Abstand zwischen den benachbarten Enden der Platten 61 und 62 bildet einen Einlaß 63 in einen Bodenbereich für einen Gasumwälzkanal 64, der sich in horizontaler Richtung einerseits unterhalb der Platte 62 und andererseits über der Platte 62 erstreckt, so daß das Gas unterhalb der Platte im dasumwälzkanal 64 vorwärtsbewegt wird und dann nach unten in einen isolierten Kanal 65 (siehe Fig.2 und 6), dann im Bereich 66 in horizontaler Richtung und schließlich im Bereich 67 nach oben zum Gasurawälzgebläse 27. Von hier wird das umgewälzte Gas durch das Gebläse horizontal durch den Bereich 38 ausgeblasen, wo es mit dem einströmenden frischen, flüssigen Kühlmittel 35 vermischt und von einer quer verlaufenden Richtung in eine längs verlaufende Richtung umgelenkt wird.

wie dies in Verbindung mit den um 90 gebogenen Leitblechen 45 beschrieben wurde.

Die Strömungsbereiche 65, 66 und 67 bilden eine quer verlaufende Leitungsschleife« die am. Boden des Tunnels beginnt, seitlich am Tunnel vorbei r führt und im Bereich der gekrümmten Leitbleche 45 wieder in den Tunnel einmündet. Damit diese Leitungsschleife zugänglich ist, ist das Ende des horizontalen Strömung3bereiches 66 mit einer entfernbaren Platte 68 ausgestattet, während das Gebläsegehäuse 78 (siehe Fig.4) mit einem Kanal 69 ausgestattet 1st, welcher normalerweise mittels eines entfernbaren Deckels 70 verschlossen ist, sowie mit einem am Boden angeordneten Ablauf 79.

Wie bereits erwähnt wurde, trägt das horizontale Leitblech mit den abgedichteten Seiten im Bereich des Einganges 17 zum Gas aus gleich zwischen dem abgesaugten Kühlnittelgas 60, dem umgewälzten Kühlmittelgas 71 und den zuströmenden, frischen,! flüssigen Kühlmittel 39 bei, ebenso wie das obere Leitblech 80 und das untere Leitblech 81 am Eingang 17. Um diesen Gasaus gleich regulieren zu können, sind eine temperaturabhängig gesteuerte Schaufel 72 und eine von Hand einstellbare Schaufel 73 vorgesehen. Die Schaufel 72 ist innerhalb des Tunnels 11 stromauf oder in Richtung zum Eingang 17 von dem Kühlraittelzuführungsbereich JB angeordnet und liegt in geschlossenem Zustand gegen einen Anschlag 74 an, d.h. wenn sie in bezug auf die Fig.2 nach links geschwenkt ist. Wie in den Fig.2 und 6 zu erkennen 1st, 1st die von Hand verstellbare Schaufel 73 im oberen Teil des senkrechten Strömungskanales 65 der quer verlaufenden Gasleitungsschleife 75 angeordnet, welche, wie bereits ausgeführt wurde, von den Strömungsbereichen 65, 66 und 67 gebildet wird.

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Die Fig.2 und 4 zeigen, daß der Ausgang 18 mit einer oberen Austrittsjalousie 77 versehen ist, die aus einzelnen nach unten hängenden,.flexiblen Streifen besteht. Unmittelbar unter dieser Jalousie 77 ist eine nach unten hängende Abschlußplatte 78 angeordnet.

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Claims

Patentansprüche

Kühlvorrichtung zum Gefrieren oder Abkühlen von Artikeln, insbesondere von Nahrungsmitteln, dadurch gekennzeichnet, daß ein Verteilsystem zur gleichmäßigen Verteilung eines Kühlmittels über eine Kühlkammer (11) rät einem Eingang (17) und einem Ausgang (18) vorgesehen ist, sowie eine Fördereinrichtung (19) zur Bewegung der Artikel in der Kammer von dem Eingang zum Ausgang, daß eine Einrichtung (34) zur Zuführung einee flüssigen Kühlmittels in die Kammer vorgesehen ist, welches die Artikel in einen im Abstand vom Eingang der Kammer angeordneten Zuführungsbereich (38) berührt, und daß die Einrichtung zur Zuführung des Kühlmittels von einem zur Kammer führenden Kanal (83) einer Düseneinrichtung (34) zur Einbringung eines Kühlmittelstromes (39) und von einer Ablenkeinrichtung (40) gebildet wird, die in einem Winkel zum Kühlmittelstror. angeordnet ist und in den Kühlmittelstrom eingreift, un den Stron über den Kanal zu verteilen.
2. Kühlvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Einbringung des Kühlmittels in Richtung auf.den Kanal (33) erfolgt und öaß die Ab-

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lenkeinrichtung (40) in einen Winkel zur Strömungsrichtung und zum Kanal angeordnet ist, der größer als 90° ist.
3. Kühlvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ablenkeinrichtung (40), der Kanal (83) und die Kammer (11) hintereinander angeordnet sind.
4. Kühlvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Bewegungsbahn in Längsrichtung der Kammer erstreckt und daß der Kanal (83) einen an die Ablenkeinrichtung angrenzenden Eingang aufweist, der seitlich der Bewegungsbahn angeordnet ist, sowie einen Ausgang, der in Längsrichtung der Bewegungsbahn verläuft,
5. Kühlvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Kanal (83) zwischen seinem Eingangs- und Ausgangsteil gleichmäßig zunehmend gekrümmt ist und daß sich der Ausgangsteil über die ganze Kammerbreite erstreckt, um den Kühlmittelstrom über die Kammerbreite zu verteilen.
6. Kühlvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch g e k e η η ζ e i c h η e.t , daß der Kanal (83) mittels im Abstand zueinander angeordneter Leitbleche (45) in nebeneinanderliegende Abschnitte unterteilt ist, um seitlich aneinander angrenzende Durchgänge mit an die Ablenkeinrichtung angrenzenden Eingängen zu schaffen, ueren Auegänge.die Karsmerbreite übergreifen.

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