DE69012815T2 - Luftbehandlungsanlage und verfahren zur verringerung des luftaustausches zwischen der umgebung und dem inneren der anlage. - Google Patents
Luftbehandlungsanlage und verfahren zur verringerung des luftaustausches zwischen der umgebung und dem inneren der anlage.Info
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Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft eine Luftbehandlungsanlage, umfassend ein Gehäuse mit einem Luftbehandlungsbereich, einer Einlassöffnung und einer Auslassöffnung; einen Förderer zum Fördern der zu bearbeitenden Lebensmittel durch die Einlassöffnung zu dem Luftbehandlungsbereich und durch diesen hindurch, und zum Fördern der bearbeiteten Lebensmittel von dem genannten Luftbehandlungsbereich an die Auslassöffnung und durch diesen hindurch; einen Wärmetauscher im genannten Gehäuse, und ein Umlaufgebläse im genannten Gehäuse zum Erzeugen eines umlaufenden Luftstroms durch den Wärmetauscher, den Luftbehandlungsbereich und das Gebläse nacheinander.
- Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Verringerung des Luftaustausches zwischen einer derartigen Anlage und der umgebenden Atmosphäre.
- Es ist das Gebläse in derartigen Luftbehandlungsanlagen, das die erforderliche Druckerhöhung zum Treiben des Luftstroms durch den Wärmetauscher und den Luftbehandlungsbereich erzeugt. In diesem Bereich kommt somit ein Druckabfall in der Richtung des Luftstroms vor, was zu einer Hochdruckseite und einer Niederdruckseite führt. Dieser Druckabfall kann beispielsweise in der Grössenordnung von 25-50 mm Wassersäule sein.
- Zum optimalen Betrieb einer Luftbehandlungsanlage ist es erwünscht, dass der Luftwechsel zwischen der Anlage und der umgebenden Atmosphäre auf ein Minimum reduziert wird. Dies bedeutet, dass ungefähr derselbe Druckunterschied über die Einlass- und Auslassöffnungen herrschen soll, unabhängig davon, ob der Umgebungsdruck ausserhalb der beiden Öffnungen derselbe ist, was gewöhnlich der Fall ist, oder sich unterscheidet, beispielsweise weil sich die Anlage durch eine Zwischenwand oder Aussenwand eines Gebäudes erstreckt, wobei der Druck auf den beiden Seiten der Wand unterschiedlich ist.
- Verschiedene Druckunterschiede über die Einlass- und Auslassöffnungen verursachen mehr oder weniger kräftige Luftströme durch diese Öffnungen. Selbstverständlich sind solche Luftströme unerwünscht, da sie Energieverluste ergeben, die dazu führen, dass die Anlage nicht optimal arbeitet. In einer Gefrieranlage führen sie ferner dazu, dass Warmluft in die Anlage eindringt und am Wärmetauscher (Kühlbündel) Frost erzeugt, und dass Kaltluft von der Anlage ausströmt und das Betriebspersonal Unbehagen verursacht.
- Die Druckunterschiede können statisch oder dynamisch oder eine Kombination davon sein. Falls der Druckunterschied ausschliesslich dynamisch ist, kann ein unerwünscht kräftiger Luftstrom gegen die Auslassöffnung entstehen.
- Zur Vermeidung verschiedener Druckunterschiede über die Einlass- und Auslassöffnungen ist die Bahn des umlaufenden Luftstroms, insbesondere durch den Luftbehandlungsbereich, bis jetzt so viel wie möglich von diesen Öffnungen getrennt gewesen. Eine derartige Anordnung ist jedoch nicht ganz zufriedenstellend. Ausserdem verschlimmert sich die Lage, wenn der Druckabfall im Luftbehandlungsbereich zunimmt, was beispielsweise der Fall sein kann, wenn die Leistung der Luftbehandlungsanlage durch eine Zunahme des Luftstroms steigt.
- Die US-A-3 282 067 und US-A-3 299 659 beschreiben beide eine Luftbehandlungsanlage der in der Einleitung dieser Beschreibung angegebenen Art.
- Insbesondere sind durch die US-A-3 282 067 Abdichtkanäle bekannt, die eine Vielzahl biegsamer Wände aufweisen, welche mit einem sich durch die Kanäle erstreckenden Förderband eingreifen, so dass in jedem Kanal zumindest ein Fach gebildet wird. Eine mit den Fächern in Verbindung stehende Leitung neigt dazu, den Druck in den Fächern auszugleichen.
- In ähnlicher Weise sind durch die US-A-3 299 659 Flüssigkeitsdichtungen für Gefrierkammern, umfassend paarweise angeordnete flexible Glieder oder Platten mit einer Vielzahl mit Zwischenraum angeordneter Schlitze. Zwischen mehreren, durch diese Platten gebildeten Wänden sind Luftschleusen oder Kammern gebildet. In der US-A- 3 299 659 kommt kein Ausgleich der Drucke in den Luftschleusen vor. Die Abdichtung gemäss der US-A-3 299 659 umfasst ferner ein Luftgebläse, das in einer Ebene parallel zur Ebene der Öffnung in der Wand der Gefrierkammer einen Luftstrom erzeugt. Dieser Luftstrom erzeugt einen statischen Druck der Flüssigkeit über die Öffnung beim Auftreffen auf das Förderband oder die darauf liegenden Pakete. Offensichtlich wird dieser statische Druck infolge der vorbeilaufenden Pakete sehr unterschiedlich sein.
- Der vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Luftbehandlungsanlage der eingangs erwähnten Art zu schaffen, welche Luftströme durch die Einlass- und Auslassöffnungen der Anlage im wesentlichen reduziert.
- Gemäss der Erfindung wird diese Aufgabe durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1 gelöst.
- Eine verbesserte Wirkung wird erzielt durch die Anwendung einer abgegrenzten Kammer benachbart zu einer der Einlass- und Auslassöffnungen und mit dieser in Verbindung stehend, wobei die genannte Kammer den Förderer nahe der genannten einen Öffnung umgibt, und ferner durch Regulieren des Drucks in der Kammer durch ein Gebläse, um einen Druckunterschied über die genannte eine Öffnung im wesentlichen gleich demjenigen über die andere Öffnung zu erzeugen.
- Zweckmässigerweise ist das Druckreguliergebläse ein in einem Kanal angebrachtes Evakuiergebläse, wobei der Kanal auf der Innenseite des Gehäuses angeordnet ist und sein Einlass in die Kammer benachbart zu der genannten einen Öffnung mündet. In diesem Falle kann ein einstellbares Umgehungsventil in einer Wand des genannten Kanals zwischen dessen Einlass und dem Evakuiergebläse angeordnet sein.
- Schliesslich kann eine Luftstromdrossel, die einen Teil der Begrenzungsfläche der Kammer bildet, benachbart zu mindestens der genannten einen Öffnung angeordnet sein.
- Gemäss der Erfindung wird der Luftwechsel zwischen der umgebenden Atmosphäre und einem Gehäuse einer Luftbehandlungsanlage wie in einem der Ansprüche 1 bis 5 angegeben reduziert, dadurch, dass zumindest zwei Luftvorhänge im wesentlichen quer zur Bahn des Förderers innerhalb einer ersten Öffnung der Öffnungen des genannten Gehäuses gerichtet werden, wobei zu diesem Zweck ein Teil des umlaufenden Luftstroms verwendet wird.
- Die Erfindung ist somit allgemein verwendbar in Luftbehandlungsanlagen der eingangs erwähnten Art, ob das Lebensmittel erhitzt oder gekühlt werden soll. Die Erfindung ist jedoch insbesondere für Gefrieranlagen geeignet, in denen der Förderer ein Förderband umfasst, das im Luftbehandlungsbereich, wo das Einfrieren stattfindet, in einer schraubenförmigen Bahn geführt wird, und in denen der Wärmetauscher selbstverständlich ein Kühlbündel ist.
- Die Erfindung wird anhand der beigefügten Zeichnungen unten näher beschrieben. Es zeigen
- Fig. 1 und 2 schematische Querschnitte zweier vorbekannten Gefrieranlagen, auf welche die Erfindung anwendbar ist, und
- Fig. 3 eine Ausführungsform der Erfindung, angewandt auf die Gefrieranlage gemäss Fig. 1.
- Die in Fig. 1 veranschaulichte Gefrieranlage umfasst ein Gehäuse 1 mit einer Einlassöffnung 2 und einer Auslassöffnung 3. Das Innere des Gehäuses 1 kann mit der umgebenden Atmosphäre nur durch diese Öffnungen 2 und 3 in Verbindung stehen. Ein Förderer besteht aus einem Förderband 4 und einer nicht gezeigten Traganordnung. Das Förderband 4 läuft durch die Einlassöffnung 2 zur Mitte des Gehäuses 1, wo es in einer schraubenförmigen Bahn durch das Gehäuse 1 hinaufgeführt wird und das Gehäuse durch die Auslassöffnung 3 verlässt. Das Förderband 4 ist endlos und seine Rücklaufbahn von der Auslassöffnung 3 an die Einlassöffnung 2 auf der Aussenseite des Gehäuses 1 ist nicht gezeigt. Durch die schraubenförmige Bahn im Gehäuse 1 wird ein trommelförmiger Bandstapel gebildet, der eine zentrale Durchgangsöffnung hat, welche im unteren Teil mittels eines Blechs 5 geschlossen ist.
- Ausserdem enthält das Gehäuse 1 ein Umlaufgebläse 6, einen Kühlbündel 7 und Zwischenwände 8, 9 und 10. Im Betrieb erzeugt das Gebläse 6 einen umlaufenden Luftstrom durch den Kühlbündel 7, den Bandstapel und sich selbst, wie durch die Pfeile gezeigt. Der Bandstapel, durch den die umlaufende Luft strömt, grenzt einen Luftbehandlungsbereich für das auf dem Förderband 4 getragene Lebensmittel ab. Das Blech 5 und die Trennwände 9 und 10 zwingen die Luft dazu, durch den Bandstapel zu strömen, und verhindern im wesentlichen das Hinaus strömen der Luft durch die Auslassöffnung 3.
- In der in Fig. 1 gezeigten Gefrieranlage ist der Druck zwischen dem Gebläse 6 und dem Kühlbündel 7 viel höher als der Umgebungsdruck, der Druck zwischen dem Kühlbündel und dem Bandstapel ist höher als der Umgebungsdruck, und der Druck im Rest des Gehäuses, z.B. innerhalb der Einlass- und Auslassöffnungen 2 und 3, ist etwa gleich dem Umgebungsdruck.
- Die in Fig. 2 gezeigte Ausführungsform einer bekannten Gefrieranlage entspricht der Ausführungsform in Fig. 1, ausser der Positionen des Blechs 5' und der Trennwände 9' und 10'. Wegen dieser Unterschiede ist der Druck zwischen dem Gebläse 6 und dem Kühlbündel 7 in der Ausführungsform gemäss Fig. 2 höher als der Umgebungsdruck, der Druck zwischen dem Kühlbündel 7 und dem Bandstapel ist im wesentlichen gleich dem Umgebungsdruck, und der Druck zwischen dem Bandstapel und dem Gebläse 6 ist niedriger als der Umgebungsdruck. Auch in diesem Falle ist der Druck innerhalb der Einlass- und Auslassöffnungen hauptsächliclh gleich dem Umgebungsdruck.
- Wegen der praktischen Konstruktion von Gefrieranlagen der in Fig. 1 und 2 gezeigten Art gibt es jedoch grössere oder kleinere Druckunterschiede über die Einlassöffnung 2 und/oder die Auslassöffnung 3. Um keine Luftströme durch die Einlass- und Auslassöffnungen 2, 3 zu erzeugen, müssen diese Druckunterschiede von hauptsächlich derselben Grösse sein. Die vorliegende Erfindung schafft einen derartigen Ausgleich der Druckunterschiede, beispielsweise wie in Fig. 3 gezeigt.
- Wie in Fig. 3 gezeigt, die dem oberen linken Teil der Gefrieranlage in Fig. 1 entspricht, ist ein Luftkanal 21 angeordnet innerhalb der Auslassöffnung 3. Dieser Luftkanal hat einen Einlass 22, der direkt innerhalb der Auslassöffnung 3 und über das Förderband 4 mündet. Ausserdem hat der Kanal 21 einen Auslass 24, in dem ein Evakuiergebläse 25 angebracht ist. Der Auslass 24 ist im Abstand von der Auslassöffnung 3 in einem Bereich des Gehäuses 1 angebracht, wo der Druck in diesem Falle höher ist als der Umgebungsdruck. Ein Umgehungsventil 26 in Form eines einstellbaren Deckels ist in einer Wand des Kanals 21 angebracht. Somit erstreckt sich der Kanal 21 zumindest bis zur Trennwand 10, in welcher der Auslass 24 geformt sein kann.
- Mit der oben beschriebenen Anordnung kann der Druckunterschied über die Einlassöffnung, falls der Druck innerhalb der genannten Öffnung niedriger ist als der Umgebungsdruck, durch das Evakuiergebläse 25 ausgeglichen werden, das durch Evakuieren von Luft aus dem Bereich ausserhalb des Einlasses 22 den Druck in diesem Bereich senkt, so dass ein Druckunterschied über die Auslassöffnung 3 erzeugt wird, der hauptsächlich gleich dem Druckunterschied über die Einlassöffnung 2 ist.
- Der Druckunterschied über die Auslassöffnung 3 kann dazu gebracht werden, dem Druckunterschied über die Einlassöffnung 2 zu folgen, indem die Öffnungsfläche des Umgehungsventils 26 variiert wird. Alternativ kann die Leistung des Evakuiergebläses 25 zu demselben Zweck variiert werden. Das Ausgangssignal von einem innerhalb der Einlassöffnung 2 angeordneten Druckgeber 27 kann beispielsweise als Laufvariable verwendet werden, jedoch kann die Variation vorteilhaft auch von Hand ausgeführt werden.
- Das Evakuiergebläse 25 ist eine Ergänzung zweier oder mehrerer Luftvorhänge. Die Luftvorhänge sind hauptsächlich quer zur Bahn des Förderbands 4 innerhalb der Auslassöffnung 3 gerichtet. Die Luftvorhänge sind durch eine Vielzahl paralleler Platten 28 erzeugt, die miteinander ausgerichtete Öffnungen aufweisen, um einen Tunnel 29 für das Förderband 4 innerhalb der Auslassöffnung 3 zu bilden. Zwischen den Platten 28 sind Luftvorhangkanäle 30 gebildet, deren Einlasseite mit einer Öffnung 31 in der Trennwand 10 verbunden ist und deren Auslasseite in dem Raum ausserhalb der Trennwand 10 endet. Somit verbinden die Luftvorhangkanäle 30 den Bereich innerhalb der Trennwand 10, wo der Druck höher ist als der Umgebungsdruck, mit einem Bereich ausserhalb der Trennwand 10, wo der Druck ungefähr gleich dem Umgebungsdruck ist. Folglich wird ein Luftstrom in Form von Luftvorhängen quer zur Bahn des Förderbands 4 innerhalb der Auslassöffnung 3 erzeugt. Somit wird verhindert, dass Luft längs des Förderbands 4 gegen die Auslassöffnung 3 strömt, und der Druck innerhalb der Auslassöffnung 3 wird gesenkt, so dass der Unterschied in bezug auf Druckunterschiede über die Einlassöffnung 2 und die Auslassöffnung 3 reduziert wird. Um noch mehr zu verhindern, dass Luft durch die Auslassöffnung 3 strömt, können weitere Drosseln angeordnet werden, beispielsweise in Form einer Drosselplatte 32 innerhalb der Auslassöffnung 3 und unter dem Förderband 4. Wie in Fig. 3 angedeutet, kann die Drosselplatte 32 verstellbar sein, d.h. der Grad des Drosselns kann variiert werden.
- Durch die oben beschriebenen Luftvorhänge wird auf dem Förderband 4 getragenes Lebensmittel gegen das Band gepresst und somit daran gehindert, sich vom Förderband zu erheben. Zum Erzielen der erforderlichen Wirkung der Luftvorhänge dürfen bei keiner Gelegenheit sämtliche Luftvorhänge durch Lebensmittel auf dem Förderband 4 blockiert werden. Deshalb muss die Anzahl Luftvorhänge zumindest zwei sein, möglichst mehrere. Die Breite der Luftvorhänge muss selbstverständlich derart sein, dass das Fördern von Lebensmitteln verschiedener Grössen gestattet wird.
- Es sei betont, dass zum Erzielen der erforderlichen Wirkung das Evakuiergebläse 25 fähig sein muss, den Druck im Bereich innerhalb der Auslassöffnung 3 zu senken, weshalb dieser Bereich relativ geschlossen sein muss und eine begrenzte Kammer 33 (s. Fig. 3) mit einem begrenzten Luftzufluss bilden muss.
- Die Erfindung ist selbstverständlich nicht auf die oben beschriebene Ausführungsform beschränkt und kann mit der in Fig. 2 gezeigten Variante einer Gefrieranlage kombiniert werden. Die Erfindung ist auch nicht auf den beschriebenen Förderertyp beschränkt, sondern jeder geeignete Förderer kann eingesetzt werden. Ferner ist die Erfindung nicht nur Gefrieranlagen angepasst, sondern kann ebenfalls in Anlagen zur Behandlung von Lebensmitteln mit Heissluft verwendet werden. Schliesslich ist die Reihenfolge von Gebläse, Wärmetauscher und Luftbehandlungsbereich ohne Bedeutung.
Claims (6)
1. Luftbehandlungsanlage, umfassend ein Gehäuse (1)
mit einem Luftbehandlungsbereich, einer Einlassöffnung (2)
und einer Auslassöffnung (3); einen Förderer (4) zum
Fördern der zu bearbeitenden Lebensmittel durch die
Einlassöffnung (2) zu dem Luftbehandlungsbereich und durch diesen
hindurch, und zum Fördern der bearbeiteten Lebensmittel
von dem genannten Luftbehandlungsbereich an die
Auslassöffnung (3) und durch diesen hindurch; einen Wärmetauscher
(7) im genannten Gehäuse, und ein Umlaufgebläse (6) im
genannten Gehäuse zum Erzeugen eines umlaufenden Luftstroms
durch den Wärmetauscher, den Luftbehandlungsbereich und
das Gebläse nacheinander, dadurch
gekennzeichnet, dass ein Tunnel (29) innerhalb einer
ersten Öffnung der Öffnungen (2, 3) des Gehäuses (1)
vorgesehen ist, wobei der Tunnel einen Abschnitt der Bahn
des Förderers (4) umgibt und zumindest zwei
Luftvorhangkanäle (30) aufweist, welche im wesentlichen quer zum
genannten Abschnitt der Förderbahn gerichtet sind und
durch welche ein Teil des umlaufenden Luftstroms passiert.
2. Luftbehandlungsanlage nach Anspruch 1,
gekennzeichnet durch eine abgegrenzte Kammer
(33) benachbart zu einer der Einlass- und
Auslassöffnungen (2; 3) und mit dieser in Verbindung stehend, wobei
die genannte Kammer den Förderer (4) nahe der genannten
einen Öffnung umgibt; und ein Druckreguliergebläse (25)
zum Regulieren des Drucks in der genannten Kammer (33),
um einen Druckunterschied über die genannte eine Öffnung
im wesentlichen gleich demjenigen über die andere Öffnung
zu erzeugen.
3. Luftbehandlungsanlage nach Anspruch 2, dadurch
gekennzeichnet, dass das
Druckreguliergebläse (25) ein in einem Kanal (21) angebrachtes
Evakuiergebläse ist, wobei der Kanal in die genannte
abgegrenzte Kammer (33) mündet.
4. Luftbehandlungsanlage nach Anspruch 3,
gekennzeichnet durch ein einstellbares
Umgehungsventil (26), das in einer Wand des genannten
Kanals (21) zwischen dessen Einlass (22) und dem
Evakuiergebläse (25) angeordnet ist.
5. Luftbehandlungsanlage nach einem der Ansprüche 1-
4, dadurch gekennzeichnet, dass eine
Luftstromdrossel (32) benachbart zu mindestens der genannten
ersten Öffnung der Öffnungen (2, 3) angeordnet ist.
6. Verfahren zur Verringerung des Luftaustausches
zwischen der umgebenden Atmosphäre und einem Gehäuse (1)
einer Luftbehandlungsanlage nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, gekennzeichnet durch den
Schritt, zumindest zwei Luftvorhänge im wesentlichen quer
zur Bahn des Förderers (4) innerhalb einer ersten Öffnung
der Öffnungen (2, 3) des genannten Gehäuses zu richten,
wobei zu diesem Zweck ein Teil des umlaufenden Luftstroms
verwendet wird.
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