DE19518344A1

DE19518344A1 - Schnellgefriervorrichtung

Info

Publication number: DE19518344A1
Application number: DE19518344A
Authority: DE
Inventors: Masaji Baba; Yoshinobu Aso; Mitsuzo Ishida
Original assignee: Teikoku Electric Mfg Co Ltd
Current assignee: Teikoku Electric Mfg Co Ltd
Priority date: 1994-05-20
Filing date: 1995-05-18
Publication date: 1995-11-23
Also published as: CN1122439A; JPH07318210A; KR950033350A

Description

Diese Erfindung betrifft eine Schnellgefriervorrichtung zum schnellen Gefrieren, hauptsächlich von Speisen.

Verfahren zum Gefrieren von Speisen usw. umfassen ein Langsam gefrierverfahren, welches zu gefrierende Gegenstände in einem Gefrierraum von Normaltemperatur aus durch die Kühlarbeit einer Kühlanlage oder ähnlichem nach und nach gefriert. Wenn jedoch beispielsweise gekochter Reis nach und nach gefroren wird, gehen sein Aroma und sein Geschmack stark verloren, wenn er aufgetaut wird. Wenn Fleisch und Fisch nach und nach gefro ren werden, zerfallen sie leicht, und große Mengen Flüssigkeit fließen heraus, wenn sie aufgetaut werden, so daß in ihnen enthaltene Geschmackskomponenten und Nährstoffe verloren gehen. Wenn pflanzliche Speisen, wie Gemüse, nach und nach gefroren werden, werden sie beim Auftauen schwammartig und sie werden gänzlich verschieden von frischem Gemüse. Derartige Probleme treten auf, weil sich die Zeitdauer, die benötigt wird, um einen im allgemeinen zwischen 0°C und -7°C liegenden Bereich maximaler Eiskristallbildung zu durchlaufen, beim langsamen Gefrieren verlängert und die in den zu gefrierenden Gegenständen gebildeten Eiskristalle so groß werden, daß die Zellen der zu gefrierenden Gegenstände durch das Eis zerstört werden. Deshalb wurde Schnellgefrieren entwickelt, das eine kürzere Zeitdauer zum Durchlaufen des Bereichs maximaler Eiskristallbildung benötigt, und der Bedarf nach derartigem Schnellgefrieren nahm in den letzten Jahren mehr und mehr zu.

Obwohl verschiedene Schnellgefrierverfahren bekannt sind, können die beiden folgenden Verfahrensarten als typische Beispiele angeführt werden. Das eine ist eine Schnellgefrier methode, bei der ein zu gefrierender Gegenstand für eine vorbestimmte Zeitdauer in einen Behälter eingetaucht wird, der eine Frostschutzlösung, die als Hauptbestandteil Ethylalkohol usw. umfaßt, enthält. Das andere ist ein Schnellgefrierverfah ren, bei dem der zu gefrierende Gegenstand in einem Gefrier raum angeordnet wird, verflüssigtes Stickstoffgas oder ver flüssigtes Kohlensäuregas versprüht wird und der zu gefrieren de Gegenstand schnell gefroren wird, indem die Verdampfungs wärme des so ausgestoßenen verflüssigten Stickstoffgases oder des verflüssigten Kohlensäuregases und die Sublimationswärme, welche entsteht, wenn durch das verflüssigte Kohlensäuregas gebildetes Trockeneis in das Kohlensäuregas sublimiert. Wenn das Eintauchverfahren in Frostschutzlösung und das Flüssig gas-Sprühverfahren miteinander verglichen werden, ist das erstere, das heißt das Eintauchverfahren in die Frostschutzlö sung, im allgemeinen leistungsfähiger. Jedoch muß aufgrund dieses Eintauchverfahrens der zu gefrierende Gegenstand mit einer Folie umwickelt werden und dann in dem Behälter mit Frostschutzlösung angeordnet werden. Deshalb ist dieses Ver fahren beschwerlich und selbst nachdem das Material mit der Folie umwickelt ist, bleibt die Möglichkeit bestehen, daß Alkohol in den zu gefrierenden Gegenstand eindringt. Folglich kann dieses Verfahren je nach Art der zu gefrierenden Gegen stände nicht angewandt werden. Aus diesen Gründen werden beim Schnellgefrieren diese beiden Methoden wahlweise in Überein stimmung mit der Art der zu gefrierenden Gegenstände ange wandt. Übrigens wird, wenn verflüssigtes Kohlensäuregas ausge stoßen wird, in Verbindung damit eine Kühlanlage bzw. ein Kühlaggregat verwendet oder dieses nicht verwendet.

Als typische Beispiele für vorbekannte Schnellgefriervorrich tungen, welche verflüssigtes Kohlensäuregas ausstoßen bzw. versprühen, sind in den Fig. 7 und 8 zwei Arten von Schnell gefriervorrichtungen dargestellt.

Bei der Schnellgefriervorrichtung, deren schematischer Aufbau in Fig. 7 dargestellt ist, sind Gefrierregalelemente 2 verti kal in einer Mehrzahl von Stufen innerhalb eines Gefrierraums 1 angeordnet, der einer Warmeisolierungsbehandlung unterzogen wurde, d. h., der wärmeisoliert ist. Eine Leitung 3 zum Ein führen des verflüssigten Kohlensäuregases von außerhalb der Gefriervorrichtung ist in einem oberen Bereich des Gefrierrau mes 1 angeordnet und eine Mehrzahl Ausstoßöffnungen 4 ist an dem distalen Ende des horizontalen Bereichs der Leitung 3 auf derselben Ebene vorgesehen, um entweder kontinuierlich oder intermittierend das verflüssigte Kohlensäuregas auszustoßen. In der Zeichnung bezeichnet Bezugsziffer 5 einen auf dem Gefrierregalelement 2 angeordneten zu gefrierenden Gegenstand.

Bei der Schnellgefriervorrichtung, deren schematischer Aufbau andererseits in Fig. 8 dargestellt ist, sind Gefrierregal elemente 2 auf die gleiche Weise wie in Fig. 7 dargestellt, vertikal in einer Mehrzahl Stufen innerhalb eines wärmeiso lierten Gefrierraumes 1 angeordnet. Eine Leitung 3 zum Ein führen des verflüssigten Kohlensäuregases von außerhalb er streckt sich entlang des Seitenbereichs der Gefrierregalele mente 2 innerhalb des Gefrierraumes 1 abwärts und Ausstoßöff nungen 4 sind an dem sich abwärts erstreckenden Bereich der Leitung 3 so angeordnet, daß das verflüssigte Kohlensäuregas zu dem zu gefrierenden Gegenstand 5 auf dem Gefrierregalele ment 2 jeder Stufe hin ausgestoßen wird.

Bei der Schnellgefriervorrichtung, bei der Schnellgefrieren durch Ausstoßen des verflüssigten Kohlensäuregases erreicht wird, ist es sehr wichtig, von Positionen abhängige Tempera turvariationen auszuschließen und die Gefrierdauer zu verkür zen, während die Verbrauchsmenge an verflüssigtem Kohlensäu regas vermindert wird. Bei der in Fig. 7 gezeigten vorbekann ten Schnellgefriervorrichtung wird das verflüssigte Kohlensäu regas nur von dem oberen Bereich des Gefrierraums 1 aus ausge stoßen und kann die Gefrierregalelemente 2 im unteren Bereich nicht leicht erreichen. Deshalb wird die Temperaturvariation groß und insbesondere dann, wenn das Gas intermittierend ausgestoßen wird, wird eine lange Zeitdauer benötigt, bevor die zu gefrierenden Gegenstände 5 auf allen Stufen gefroren sind. Insgesamt kann die Verbrauchsmenge an verflüssigtem Kohlensäuregas nicht vermindert werden. Andererseits wird im Falle der in Fig. 8 dargestellten Schnellgefriervorrichtung das verflüssigte Kohlensäuregas aus jeder der den Gefrierre galelementen jeweils zugeordneten Ausstoßöffnungen 4 ausgesto ßen und folglich kann ein Gefrieren ohne Temperaturvariation in vertikaler Richtung erreicht werden. Wenn jedoch das Gas intermittierend ausgestoßen wird, um die Verbrauchsmenge an verflüssigtem Kohlensäuregas zu vermindern, verstopfen die in der Leitung 3 angeordneten Ausstoßöffnungen 4, beginnend mit dem untersten da Trockeneis anhaftet und das verflüssigte Kohlensäuregas kann nicht ausgestoßen werden. Deshalb kann das Gas ausschließlich kontinuierlich ausgestoßen werden und die Verbrauchsmenge an verflüssigtem Kohlensäuregas kann nicht eingespart werden.

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Schnell gefriervorrichtung zur Verfügung zu stellen, welche verflüs sigtes Kohlensäuregas intermittierend ausstoßen kann, Tempera turvariation vermeiden kann, die Gefrierdauer verkürzen kann und die Verbrauchsmenge des verflüssigten Kohlensäuregases vermindern kann.

Die vorliegende Erfindung sieht eine Schnellgefriervorrichtung zum schnellen Gefrieren von Gegenständen vor, wobei vertikal in einer Mehrzahl von Stufen Gefrierregalelemente angeordnet sind, auf denen die in dem wärmeisolierten Gefrierraum zu gefrierenden Gegenstände anzuordnen sind, wobei von außerhalb ein verflüssigtes Kohlensäuregas durch eine Leitung eingeführt wird, wobei das verflüssigte Kohlensäuregas aus einer in der Leitung angeordneten Ausstoßöffnung in den Gefrierraum ausge stoßen wird, wobei die zu gefrierenden Gegenstände schnell gefroren werden, indem die Verdampfungswärme des so ausgesto ßenen verflüssigten Kohlensäuregases und die Sublimationswärme von Trockeneis, welches durch das so ausgestoßene verflüssigte Kohlensäuregas gebildet wird, ausgenutzt werden, wobei die Leitung in eine Mehrzahl unabhängiger dünner Leitungen ver zweigt, welche zu bestimmten Gefrierregalelemente hin gerich tet sind und wobei eine Ausstoßöffnung an dem distalen End bereich jeder der dünnen Leitungen vorgesehen ist.

Die Schnellgefriervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung kann zudem einen Kälteerzeuger verwenden und in einem solchen Fall umfaßt die Schnellgefriervorrichtung zum schnellen Ge frieren von Gegenständen einen wärmeisolierten Gefrierraum und einen Kälteerzeuger zum Kühlen des Gefrierraums und sie ge friert die in dem Gefrierraum aufgenommenen zu gefrierenden Gegenstände, wobei vertikal in einer Mehrzahl von Stufen Gefrierregalelemente angeordnet sind, auf denen die zu gefrie renden Gegenstände anzuordnen sind, wobei von außerhalb ein verflüssigtes Kohlensäuregas durch eine Leitung eingeführt wird, wobei das verflüssigte Kohlensäuregas aus einer in der Leitung angeordneten Ausstoßöffnung in den Gefrierraum ausge stoßen wird, wobei die in dem Gefrierraum angeordneten zu gefrierenden Gegenstände schnell gefroren werden, indem die Verdampfungswärme des so ausgestoßenen verflüssigten Kohlen säuregases und die Sublimationswärme von Trockeneis, welches durch das so ausgestoßene verflüssigte Kohlensäuregas gebildet wird, zusammen mit dem Kälteerzeuger ausgenutzt werden, wobei die Leitung in eine Mehrzahl unabhängiger dünner Leitungen verzweigt, welche zu bestimmten Gefrierregalelemente hin gerichtet sind und wobei eine Ausstoßöffnung an dem distalen Endbereich jeder der dünnen Leitungen vorgesehen ist.

Bevorzugterweise werden die Gefrierregalelemente zum Tragen der zu gefrierenden Gegenstände innerhalb des Gefrierraums in einer Mehrzahl von Stufen angeordnet und die dünnen Leitungen werden derart angeordnet, daß das verflüssigte Kohlensäuregas jeweils unabhängig zu einem Gefrierregalelement jeder der Stufen hin ausgestoßen werden kann.

Bevorzugterweise ist die Leitung mit einem Behälter für ver flüssigtes Kohlensäuregas über ein Magnetventil verbunden, welches das verflüssigte Kohlensäuregas so steuern kann, daß es intermittierend ausgestoßen wird.

Jede der dünnen Leitungen zweigt bevorzugterweise von der Leitung über einen Verteiler ab.

Bei einer Schnellgefriervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung können die dünnen Leitungen in zwei Gruppen angeord net sein, so daß das verflüssigte Kohlensäuregas von gegen überliegenden Seiten aus alternierend zu Gefrierregalelementen jeder zweiten Stufe aus einer Mehrzahl Stufen hin ausgestoßen werden kann.

Wenn die dünnen Leitungen wie oben beschrieben in zwei Gruppen aufgeteilt sind, zweigt jede der dünnen Leitungen von der Leitung über einen Verteiler für die jeweilige Gruppe ab.

Die Schnellgefriervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung kann den Aufbau verwenden, bei dem die Gefrierregalelemente zum Tragen der zu gefrierenden Gegenstände in einer Mehrzahl Stufen innerhalb des Gefrierraumes angeordnet sind und die dünnen Leitungen sind so angeordnet, daß das verflüssigte Kohlensäuregas unabhängig und von zwei Seitenpositionen beid seits jedes der Gefrierregalelemente aus zu jedem der Gefrier regalelemente der jeweiligen Stufe hin ausgestoßen werden kann.

Die Schnellgefriervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung kann den Aufbau verwenden, bei dem die Gefrierregalelemente zum Tragen der zu gefrierenden Gegenstände in einer Mehrzahl Stufen innerhalb des Gefrierraumes angeordnet sind und die dünnen Leitungen derart angeordnet sind, daß das verflüssigte Kohlensäuregas unabhängig von einer Mehrzahl Positionen aus, welche jeweils die Gefrierregalelemente umgeben, zu einem Gefrierregalelement in jeder Stufe hin ausgestoßen werden kann.

Wenn die dünnen Leitungen so angeordnet sind, daß das verflüs sigte Kohlensäuregas zu dem Gefrierregalelement in jeder Stufe hin von zwei gegenüberliegenden Seiten her ausgestoßen werden kann, oder wenn sie so angeordnet sind, daß das verflüssigte Kohlensäuregas von einer Mehrzahl Positionen her, welche jeweils die Gefrierregalelemente umgeben, ausgestoßen werden kann, so ist die Leitung mit dem Behälter für verflüssigtes Kohlensäuregas über ein Magnetventil verbunden, welches das verflüssigte Kohlensäuregas so steuern kann, daß es intermit tierend ausgestoßen wird.

Auch in diesem Fall zweigt jede dünne Leitung bevorzugterweise über einen Verteiler von der Leitung ab.

Wenn die dünnen Leitungen so angeordnet sind, daß das verflüs sigte Kohlensäuregas zu dem Gefrierregalelement in jeder Stufe hin von zwei gegenüberliegenden Seiten her ausgestoßen werden kann, ist es ratsam, daß jede der dünnen Leitungen von der jeweiligen der Leitungen abzweigt, welche auf beiden Seiten der Gefrierregalelemente getrennt und unabhängig angeordnet sind, und daß jede Leitung mit dem Behälter für verflüssigtes Kohlensäuregas über ein Magnetventil verbunden ist, welches das verflüssigte Kohlensäuregas so steuern kann, daß es von den unabhängigen Leitungen abwechselnd und intermittierend ausgestoßen wird.

Wenn die dünnen Leitungen so angeordnet sind, daß das verflüs sigte Kohlensäuregas von einer Mehrzahl jedes Gefrierregal element umgebender Positionen her unabhängig ausgestoßen werden kann, ist es ratsam, daß jede der dünnen Leitungen von wenigstens den Leitungen abzweigt, welche auf beiden Seiten der Gefrierregalelemente angeordnet sind, und daß jede dieser Leitungen mit dem Behälter für verflüssigtes Kohlensäuregas über ein Magnetventil verbunden ist, welches das verflüssigte Kohlensäuregas so steuern kann, daß es von jeder dieser Lei tungen unabhängig und abwechselnd ausgestoßen wird.

Gemäß der Schnellgefriervorrichtung der vorliegenden Erfindung sind die Gefrierregalelemente zum Tragen der zu gefrierenden Gegenstände vertikal in einer Mehrzahl von Stufen in dem wärmeisolierten Gefrierraum angeordnet, das verflüssigte Kohlensäuregas wird über die Leitung von außen eingeführt, dieses verflüssigte Kohlensäuregas wird über die Ausstoßöff nung, mit der die Leitung versehen ist, in den Gefrierraum ausgestoßen, so daß das verflüssigte Kohlensäuregas Verdamp fungswärme herausnimmt und durch das verflüssigte Kohlensäu regas gebildetes Trockeneis Sublimationswärme herausnimmt. Folglich können die in dem Gefrierraum aufgenommenen zu ge frierenden Gegenstände schnell gefroren werden. Insbesondere können gemäß dem Aufbau, bei dem die Leitung in eine Mehrzahl unabhängiger dünner Leitungen so verzweigt, daß sie den verti kalen Gefrierregalelementen entsprechen und eine Ausstoßöff nung an dem distalen Endbereich einer jeden dieser dünnen Leitungen vorgesehen ist, die zu gefrierenden Gegenstände in den oberen und unteren Positionen ohne Temperaturvariation gefroren werden. Des weiteren wird, da jede der dünnen Leitun gen unabhängig ist und ein vorbestimmter Druck an jede der dünnen Leitungen beim Zeitpunkt des Gasausstoßes angelegt ist, das Trockeneis, welches an der Ausstoßöffnung der dünnen Leitung haftet, herausgeschoben, wann immer Gas ausgestoßen wird und selbst in dem Fall des intermittierenden Ausstoßes verstopft keine der Ausstoßöffnungen. Folglich wird es mög lich, Schnellgefrieren ohne Temperaturvariation auszuführen, während die Verbrauchsmenge des verflüssigten Kohlensäuregases durch intermittierenden Ausstoß verringert wird.

Des weiteren kann gemäß der Schnellgefriervorrichtung der vorliegenden Erfindung, wenn sie in Verbindung mit dem Kühl aggregat verwendet wird, die Gefrierwirkung des verflüssigten Kohlensäuregases gefördert werden, da das verflüssigte Kohlen säuregas durch den Ventilator eines innerhalb des Gefrierraums angeordneten Verdampfers bewegt wird und mehr latente Verdamp fungswärme hinausgenommen wird. Es wird zudem möglich, das Verfahren anzuwenden, bei dem zum Beispiel die zu gefrierenden Gegenstände in dem im Voraus durch das Kühlaggregat auf eine vorbestimmte Temperatur gekühlten Gefrierraum angeordnet werden und dann verflüssigtes Kohlensäuregas ausgestoßen wird. Auf diese Weise kann Schnellgefrieren effizienter ausgeführt werden.

Gemäß der Schnellgefriervorrichtung der vorliegenden Erfindung sind die Gefrierregalelemente zum Tragen der zu gefrierenden Gegenstände in einer Mehrzahl von Stufen in dem Gefrierraum angeordnet und das verflüssigte Kühlensäuregas wird unabhängig zu dem Gefrierregalelement der jeweiligen Stufe hin ausgesto ßen. Folglich wird Schnellgefrieren ohne Temperaturvariation einfach.

Gemäß der Schnellgefriervorrichtung der vorliegenden Erfindung ist die Leitung mit dem Behälter für verflüssigtes Kohlensäu regas über das Magnetventil verbunden, welches das verflüssig te Kohlensäuregas so steuern kann, daß es intermittierend ausgestoßen wird und das verflüssigte Kohlensäuregas kann auf diese Weise einfach intermittierend ausgestoßen werden.

Gemäß der Schnellgefriervorrichtung der vorliegenden Erfindung zweigt jede dünne Leitung von der Leitung über einen Verteiler ab. Deshalb wird die Verzweigungsstruktur einfach, die Rich tung der Ausstoßöffnung kann einfach verändert werden und die am besten geeignete Bedingung kann einfach gesucht werden.

Gemäß der Schnellgefriervorrichtung der vorliegenden Erfindung sind die dünnen Leitungen in zwei Gruppen getrennt angeordnet, so daß das verflüssigte Kohlensäuregas von gegenüberliegenden Seiten aus zu den Gefrierregalelementen jeder zweiten Stufe aus einer Mehrzahl von Stufen hin ausgestoßen werden kann. Folglich kann das Gas alternierend ausgestoßen werden, und gleichmäßiges Gefrieren kann leichter erreicht werden.

Gemäß der Schnellgefriervorrichtung der vorliegenden Erfindung sind die dünnen Leitungen derart angeordnet, daß das verflüs sigte Kohlensäuregas von zwei Seitenpositionen beidseits jedes der Gefrierregalelemente her unabhängig zu dem Gefrierregal element der jeweiligen Stufe hin ausgestoßen werden kann. Deshalb wird gleichmäßiges Gefrieren möglich, selbst wenn der Gefrierraum groß ist.

Gemäß der Schnellgefriervorrichtung der vorliegenden Erfindung sind die dünnen Leitungen derart angeordnet, daß das verflüs sigte Kohlensäuregas von einer Mehrzahl von jedes Gefrierre galelement umgebenden Positionen her unabhängig zu dem Ge frierregalelement jeder Stufe ausgestoßen werden kann. Folg lich wird gleichmäßiges Gefrieren möglich, selbst wenn der Gefrierraum noch größer ist.

Die oben genannten und andere Ziele, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung, welche in Verbindung mit den beiliegenden Zeich nungen zu lesen ist, klarer werden.

Fig. 1 ist eine schematische Strukturdarstellung, die einen Längsschnitt einer Schnellgefriervorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt,

Fig. 2 ist eine schematische Strukturdarstellung, die einen Längsschnitt einer Schnellgefriervorrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt,

Fig. 3 ist eine schematische Strukturdarstellung, die einen Längsschnitt einer Schnellgefriervorrichtung gemäß noch einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt,

Fig. 4 ist eine schematische Strukturdarstellung, die einen Querschnitt einer Schnellgefriervorrichtung gemäß noch einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt,

Fig. 5 ist eine Schnittdarstellung, die eine Verzweigungs struktur einer dünnen Leitung zeigt, welche in allen Ausfüh rungsformen der vorliegenden Erfindung gemeinsam verwendet wird,

Fig. 6 ist ein Graph experimenteller Daten, welcher sich auf die in Fig. 1 gezeigte Ausführungsform bezieht,

Fig. 7 ist eine schematische Strukturdarstellung, die einen Längsschnitt einer vorbekannten Schnellgefriervorrichtung zeigt und

Fig. 8 ist eine schematische Strukturdarstellung, die einen Längsschnitt einer weiteren vorbekannten Schnellgefriervor richtung zeigt.

Im folgenden wird für jede Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine Schnellgefriervorrichtung unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen erläutert.

Eine Schnellgefriervorrichtung gemäß der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform ist mit einer Mehrzahl von Stufen von Gefrier regalelementen 2 ausgestattet, welche innerhalb eines Gefrier raums 1, welcher einer Wärmeisolationsbehandlung unterzogen wurde, d. h. der wärmeisoliert ist, angeordnet sind. Eine Leitung 3 zum Einführen eines verflüssigten Kohlensäuregases ist an dem oberen Seitenbereich des Gefrierraums 1 angeordnet, und diese Leitung 3 verzweigt sich über einen Verteiler 6 in die gleiche Zahl dünner Leitungen 3A, wie die Zahl der Ge frierregalelemente 2 beträgt. Diese dünnen Leitungen 3A sind für jedes Gefrierregalelement 2 nacheinander angeordnet und erstrecken sich von dem Verteiler 6 entlang dem Seitenbereich des Gefrierraums 1 abwärts zu einer Stelle oberhalb jedes Gefrierregalelements 2. Der untere Endbereich jeder dünnen Leitung 3A ist so gebogen, daß er das verflüssigte Kohlensäu regas in Richtung eines auf dem Gefrierregalelement 2 der jeweiligen Stufe angeordneten zu gefrierenden Gegenstand 5 hin ausstößt, und eine Ausstoßöffnung 4 ist an dem distalen Ende jeder dünnen Leitung 3A angeordnet. Die Leitung 3 ist mit einem Behälter 8 für verflüssigtes Kohlensäuregas über ein Magnetventil 7 vom "An-Aus"-Typ verbunden. Ein Verdampfer 9 ist an dem Seitenbereich des Gefrierraums 1 auf der den dünnen Leitungen 3A gegenüberliegenden Seite angeordnet, und ein Ventilator 10 ist hinter dem Verdampfer 9 eingefügt. Der Verdampfer 9 ist mit einem externen Kühlaggregat 11 verbunden. Im übrigen müssen die dünnen Leitungen 3A nicht immer einem Gefrierregalelement 2 nach dem anderen zugeordnet angeordnet sein, sondern können beispielsweise einer Mehrzahl von Stufen von Gefrierregalelementen in jeder zweiten Stufe zugeordnet angeordnet sein.

Bei der Gefriervorrichtung dieser Ausführungsform werden die zu gefrierenden Gegenstände 5 auf jedem der Gefrierregalele mente 2 angeordnet und dann wird das Innere des Gefrierraums 1 durch den Betrieb des Kühlaggregats 11 auf eine vorbestimmte Temperatur gekühlt. Anschließend wird das verflüssigte Kohlen säuregas durch Öffnen des Magnetventils 7 eingeführt und von der Ausstoßöffnung 4 jeder der dünnen Leitungen 3A zu den zu gefrierenden Gegenständen 5 auf jedem Gefrierregalelement 2 hin ausgestoßen. Im Falle eines kontinuierlichen Ausstoßmodus wird das Magnetventil 7 auf "An" festgehalten und im Falle eines intermittierenden Ausstoßmodus wird das Magnetventil 7 auf eine vorbestimmte Weise einer "An-Aus"-Steuerung unterwor fen.

Bei einer Schnellgefriervorrichtung der in Fig. 2 gezeigten Ausführungsform verzweigt sich die in der Mitte des oberen Bereichs des Gefrierraums 1 angeordnete Leitung 3 und führt an beide Seiten einer Mehrzahl von Stufen von Gefrierregalelemen ten 2, um das verflüssigte Kohlensäuregas zu jeweils verschie denen Stufen von Gefrierregalelementen 2 hin von gegenüberlie genden Seiten auszustoßen. Die Leitung 3 verzweigt sich, in anderen Worten, über den Verteiler 6 auf jeder Seite in eine Mehrzahl dünner Leitungen 3A. Der übrige Aufbau ist der glei che wie bei der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform. Übrigens sind die Teile der Fig. 2, die denen der Fig. 1 entsprechen, mit identischen Bezugszeichen kenntlich gemacht.

Eine Schnellgefriervorrichtung der in Fig. 3 gezeigten Aus führungsform ist als eine Gefriervorrichtung mit einem Ge frierraum 1 mit einem relativ großen Fassungsvermögen geeig net. Die Leitungen 3 sind getrennt auf beiden Seiten vorgese hen und jede der getrennten Leitungen ist mit dem Behälter für verflüssigtes Kohlensäuregas (nicht dargestellt) über das unabhängige Magnetventil (nicht dargestellt) verbunden, so daß das verflüssigte Kohlensäuregas von beiden Seiten zu dem Gefrierregalelement 2 der jeweiligen Stufe ausgestoßen werden kann. Auf jeder Seite verzweigt sich die Leitung 3 über den Verteiler 6 in eine Mehrzahl dünner Leitungen 3A. Der übrige Aufbau ist der gleiche wie bei der in Fig. 1 gezeigten Aus führungsform. Die Teile der Fig. 3, die denen der Fig. 1 entsprechen, sind mit identischen Bezugszeichen kenntlich gemacht.

Im Falle dieser in Fig. 3 gezeigten Ausführungsform kann, wenn intermittierend ausgestoßen wird, gleichmäßiges Gefrieren leichter erreicht werden, indem das Gas abwechselnd von der rechten und linken Seite her ausgestoßen wird, anstatt das Gas gleichzeitig von beiden Seiten her auszustoßen.

Eine Schnellgefriervorrichtung gemäß der in Fig. 4 gezeigten Ausführungsform ist als eine Gefriervorrichtung mit einem Gefrierraum mit größerem Fassungsvermögen geeignet. Dünne Leitungen 3A sind in vier Gruppen aufgeteilt, so daß das verflüssigtes Kohlensäuregas von vier Positionen her, welche das Gefrierregalelement 2 der jeweiligen Stufe umgeben, ausge stoßen werden kann. Das verflüssigte Kohlensäuregas kann durch Verwendung jeweils unabhängiger Magnetventile (nicht darge stellt) aus den dünnen Leitungen 3A jeder Gruppe in vier Positionen zu verschiedenen Zeitpunkten intermittierend ausge stoßen werden. Der übrige Aufbau ist der gleiche wie bei der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform. Die Teile der Fig. 4, die denen der Fig. 1 entsprechen, sind mit identischen Be zugszeichen kenntlich gemacht.

Jede der vorangegangenen Ausführungsformen verwendet das Gefrieraggregat mit, jedoch kann Schnellgefrieren ausgeführt werden, indem das verflüssigte Kohlensäuregas alleine, ohne Verwendung des Gefrieraggregats, ausgestoßen wird.

Die in jeder der vorangegangenen Ausführungsformen allgemein verwendete Verzweigungsstruktur ist in Fig. 5 dargestellt. In dieser Zeichnung stellt (a) einen Längsschnitt dar und (b) ist eine entlang der Linie B-B in (a) geschnittene Darstellung. Jede dünne Leitung 3A ist eine Kupferleitung mit einem Durch messer von beispielsweise 3 mm, und die obere Endfläche ist abgeschrägt, um glatten Einlauf des verflüssigten Kohlensäu regases sicherzustellen.

In Fig. 6 sind experimentelle Daten der Innentemperaturände rung im Raum dargestellt, welche durch Anwenden der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform auf eine Gefriervorrichtung mit 15 Gefrierregalelementen in den folgenden drei Fällen (1), (2) und (3) erhalten wurden:

(1) der Fall, wenn der Betrieb unter alleiniger Verwendung des Kühlaggregats ausgeführt wurde,
(2) der Fall, wenn das Gas intermittierend ausgestoßen wurde (bei gemeinsamer Verwendung mit dem Kühlaggregat) mit einer "An"-Zeit von 1 Sekunde und einer "Aus"-Zeit von 10 Sekunden.
(2) der Fall, wenn das Gas intermittierend ausgestoßen wurde (bei gemeinsamer Verwendung mit dem Kühlaggregat) mit einer "An"-Zeit von 1 Sekunde und einer "Aus"-Zeit von 5 Sekunden.

Wie aus den Daten klar ersichtlich ist, kann Schnellgefrieren durch intermittierenden Gasausstoß ausreichend erzielt werden.

Verständlicherweise beabsichtigen wir durch die angefügten Ansprüche alle im Sinne der wahren Absicht und des Umfangs unserer Erfindung fallenden Modifikationen abzudecken.

Zusammenfassend sind bei einer Schnellgefriervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung Gefrierregalelemente sind in einem wärmeisolierten Gefrierraum in einer Mehrzahl Stufen vertikal angeordnet und eine Leitung zum Einführen von verflüssigtem Kohlensäuregas ist an dem oberen Bereich des Gefrierraums angeordnet und verzweigt über einen Verteiler in eine Mehrzahl dünner Leitungen. Jede dünne Leitung erstreckt sich so, daß verflüssigtes Kohlensäuregas zu einem auf dem Gefrierregal element angeordneten, zu gefrierenden Gegenstand ausgestoßen wird und eine Ausstoßöffnung ist an dem distalen Endbereich einer jeden dünnen Leitung vorgesehen. Die Leitung ist über ein Magnetventil mit einem Behälter für verflüssigtes Kohlen säuregas verbunden, so daß das verflüssigte Kohlensäuregas intermittierend ausgestoßen werden kann. Ein mit einem Kühl aggregat verbundener Verdampfer ist, wenn nötig, in dem Ge frierraum angeordnet und ein Ventilator ist hinter dem Ver dampfer angeordnet. Die vorliegende Erfindung kann verflüssig tes Kohlensäuregas intermittierend ausstoßen, kann Temperatur variation vermeiden, kann die Gefrierdauer verkürzen und kann den Verbrauch an verflüssigtem Kohlensäuregas einsparen.

Claims

1. Schnellgefriervorrichtung zum schnellen Gefrieren von in einem Gefrierraum (1) aufgenommenen, zu gefrierenden Gegenständen (5), wobei vertikal in einer Mehrzahl von Stufen Gefrierregalelemente (2) angeordnet sind, auf denen die in dem wärmeisolierten Gefrierraum (1) zu gefrierenden Gegenstände (5) anzuordnen sind, wobei von außerhalb ein verflüssigtes Kohlensäuregas durch eine Leitung (3) eingeführt wird, wobei das verflüssigte Kohlensäuregas aus einer in der Leitung (3) angeordneten Ausstoßöffnung (4) in den Gefrierraum (1) ausgestoßen wird und wobei die Verdampfungswärme des so ausgestoßenen verflüssigten Kohlensäuregases und die Sublimationswärme von Trockeneis, welches durch das so ausgestoßene ver flüssigte Kohlensäuregas gebildet wird, ausgenutzt wer den, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitung (3) in eine Mehrzahl unabhängiger dünner Leitungen (3A) verzweigt, welche zu bestimmten Gefrierregalelementen (2) hin ge richtet sind und daß eine Ausstoßöffnung (4) an dem distalen Endbereich jeder der dünnen Leitungen (3A) vorgesehen ist.

2. Schnellgefriervorrichtung, umfassend einen wärmeisolier ten Gefrierraum (1) und einen Kälteerzeuger (11) zum Kühlen des Gefrierraums (1), wobei die Schnellgefriervor richtung dazu vorgesehen ist, in dem Gefrierraum (1) aufgenommene zu gefrierende Gegenstände (5) in Verbindung mit dem Kälteerzeuger (11) schnell zu gefrieren, wobei vertikal in einer Mehrzahl von Stufen Gefrierregalelemen te (2) angeordnet sind, auf denen die in dem Gefrierraum (1) zu gefrierenden Gegenstände (5) anzuordnen sind, wobei von außerhalb ein verflüssigtes Kohlensäuregas durch eine Leitung (3) eingeführt wird, wobei das ver flüssigte Kohlensäuregas aus einer in der Leitung (3) angeordneten Ausstoßöffnung (4) in den Gefrierraum (1) ausgestoßen wird und wobei die Verdampfungswärme des so ausgestoßenen verflüssigten Kohlensäuregases und die Sublimationswärme von Trockeneis, welches durch das so ausgestoßene verflüssigte Kohlensäuregas gebildet wird, ausgenutzt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Lei tung (3) in eine Mehrzahl unabhängiger dünner Leitungen (3A) verzweigt, welche zu bestimmten Gefrierregalelemen ten (2) hin gerichtet sind und daß eine Ausstoßöffnung (4) an dem distalen Endbereich jeder der dünnen Leitungen (3A) vorgesehen ist.

3. Schnellgefriervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die dünnen Leitungen (3A) derart angeordnet sind, daß sie voneinander unabhängig das verflüssigte Kohlensäuregas zu einem Gefrierregalelement (2) jeder der Stufen hin ausstoßen.

4. Schnellgefriervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitung (3) mit einem Behälter (8) für verflüssigtes Kohlensäuregas über ein Magnetventil (7) verbunden ist, welches das verflüssigte Kohlensäuregas so steuern kann, daß es intermittierend ausgestoßen wird.

5. Schnellgefriervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß jede der dünnen Leitungen (3A) von der Leitung (3) über einen Verteiler (6) ab zweigt.

6. Schnellgefriervorrichtung nach Anspruch 3, dadurch ge kennzeichnet, daß die dünnen Leitungen (3A) in zwei Gruppen so angeordnet sind, daß das verflüssigte Kohlen säuregas von gegenüberliegenden Seiten aus alternierend zu Gefrierregalelementen (2) jeder zweiten Stufe aus einer Mehrzahl Stufen hin ausgestoßen werden kann.

7. Schnellgefriervorrichtung nach Anspruch 6, dadurch ge kennzeichnet, daß jede der dünnen Leitungen (3A) von der Leitung (3) über einen Verteiler (6) für die jeweilige Gruppe abzweigt.

8. Schnellgefriervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die dünnen Leitungen (3A) so angeord net sind, daß das verflüssigte Kohlensäuregas unabhängig und von zwei Seitenpositionen beidseits jedes der Ge frierregalelemente (2) aus zu jedem der Gefrierregalele mente (2) der jeweiligen Stufe hin ausgestoßen werden kann.

9. Schnellgefriervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die dünnen Leitungen (3A) so angeord net sind, daß das verflüssigte Kohlensäuregas unabhängig von einer Mehrzahl von Positionen aus, welche jeweils die Gefrierregalelemente (2) umgeben, zu einem Gefrierregal element (2) in jeder Stufe hin ausgestoßen werden kann.

10. Schnellgefriervorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitung (3) mit einem Behälter (8) für verflüssigtes Kohlensäuregas über ein Magnetven til (7) verbunden ist, welches das verflüssigte Kohlen säuregas so steuern kann, daß es intermittierend ausge stoßen wird.

11. Schnellgefriervorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß jede der dünnen Leitungen (3A) von der Leitung (3) über einen Verteiler (6) abzweigt.

12. Schnellgefriervorrichtung nach Anspruch 8, dadurch ge kennzeichnet, daß die dünnen Leitungen (3A) von jeweils unabhängigen Leitungen (3) abzweigen, welche getrennt auf beiden Seiten der Gefrierregalelemente (2) angeordnet sind, und daß jede der Leitungen (3) mit einem Behälter (8) für verflüssigtes Kohlensäuregas über ein Magnetven til (7) verbunden ist, welches das verflüssigte Kohlen säuregas so steuern kann, daß es von dem anderen unabhän gig und abwechselnd intermittierend ausgestoßen wird.

13. Schnellgefriervorrichtung nach Anspruch 9, dadurch ge kennzeichnet, daß die dünnen Leitungen (3A) von jeweils unabhängigen Leitungen (3) abzweigen, welche getrennt wenigstens auf beiden Seiten der Gefrierregalelemente (2) angeordnet sind, und daß jede der Leitungen (3) mit einem Behälter (8) für verflüssigtes Kohlensäuregas über ein Magnetventil (7) verbunden ist, welches das verflüssigte Kohlensäuregas so steuern kann, daß es von dem anderen unabhängig und abwechselnd intermittierend ausgestoßen wird.