DE2227313A1

DE2227313A1 - Kuehlcontainer

Info

Publication number: DE2227313A1
Application number: DE2227313A
Authority: DE
Inventors: Karl Frank; Dieter Tschentscher
Original assignee: BURGER EISENWERKE AG 6349 BURG; Burger Eisenwerke AG
Current assignee: Kohlensaeure-Werke Rud Buse & Co 5462 Bad H GmbH
Priority date: 1972-06-05
Filing date: 1972-06-05
Publication date: 1973-12-20
Also published as: US3866435A; DE2227313C2

Description

DIPL.-ING. KLAUS BEHK¹
DIPL.-PHYS. ROBERT MÜNZHUBER

PATENTANWÄLTE 2 2 2 V 3 I 3

β MÜNCHEN 22 WIDENMAYERSTRASSE 6 TEHL. <0ai1) 222S30-2951&2

A 155 72/Mü/kb

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Firma KOHLENSÄURE-WERKE RUD.BUSE SOHN, r

Kühlcontainer

Die Erfindung betrifft einen Kühlcontainer zum Frisch- und Kühlhalten von temperaturempfindlichen Produkten, wie Nahrungsmittel, Pharmazeutika und dergleichen, insbesondere für den Einsatz im Transportverkehr, mit einem in mehrere Abteile unterteilten Nutzraum für das Kühlgut und einem über dem Nutzraum befindlichen Abteil für ein vergasendes Kühlmittel, insbesondere CO₂ in fester Form (Trockeneis).

Zur Kühl- und Frischhaltung von temperaturempfindlichen Produkten bedient man sich heute gern beweglicher Behälter, sogenannter Container, in denen das Kühlsystem aus beigegebenem Verbrauchskühlmittel besteht. Als Verbrauchskühlmittel

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kommt hier neben beispielsweise Stickstoff und Frigen vor allem Kohlendioxid in Betracht, das in Gasform schwerer als Luft ist, und das in fester Form bei 760 Torr in seiner eigenen Gasatmosphäre eine Temperatur von -78,5°C hat. Dieses feste CO₂, Trockeneis genannt, sublimiert, d.h. es geht vom festen in den gasförmigen Aggregatszustand über, wobei bei 7βθ Torr und einer Gaserwärmung auf 0 C der Umgebung 152,4 kcal/kg entzogen werden. Dieses Kühlmittel wird bei den bekannten Containern der eingangs erwähnten Konstruktion in Form von prismatischen Platten mit dem zu kühlenden Gut in den Behälter gegeben, wobei es zwischen das zu kühlende Gut gelegt wird oder über bzw. neben dem Nutzraum kompakt angeordnet ist. Dabei ergibt sich jedoch der wesentliche Nachteil, daß der kühlende Gasstrom unkontrolliert den Nutzraum füllt, und das sich ausbildende Temperaturfeld im Nutzraum sehr ungleichmäßig ist, derart, daß an bestimmten Stellen sehr tejife Temperaturen herrschen, mit der Folge örtlichen Einfrierens des Kühlgutes, während an anderen Stellen keine ausreichende Kühlung gesichert ist. Diese nachteiligen Effekte treten im verstärkten Maße bei Einsatz der Container im Flugverkehr auf, insbesondere bei den starke Containerneigungen hervorrufenden , Start- und Landephasen der Flugzeuge.

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Aufgabe der Erfindung ist deshalb die Schaffung eines Kühlcontainers der eingangs erwähnten Art, bei dem der Kühlgasstrom derart kontrolliert verläuft, daß das Temperaturfeld im Nutzraum des Containers möglichst gleichmäßig ist, und zwar auch bei ungünstigen Bedingungen, wie dem Kühlbeginn, oftmaligen Öffnen der Containertüre, Kipp- und Neigungsbewegungen des Containers und dergleichen. Gemäß der Erfindung ist die Lösung dieser Aufgabe gekennzeichnet durch zumindest einen vom Kühlmittelraum abgehenden Fallschacht für das sich entwickelnde Kühlgas, von dem den Kühlgasstrom dosierbar in Partialströme aufteilende öffnungen in die einzelnen Nutzraumabteile abzweigen.

Durch die Erfindung wird erreicht, daß der Kältestrom durch die Wirkung der Schwerkraft im Fallschacht in definierter Flußrichtung nach unten sinkt, wobei dann für jedes Kühlgutabteil ein exakt dosierbarer, bezüglich seiner Kühlleistung angemessener Partiaistrom abgezweigt wird. Eingehende Versuche haben· gezeigt, daß auf diese Weise sich im Container 'swttH?- schnell ein gleichmäßiges Tempera tür feld einstellt; das von äußeren Einflüssen, wie etwa Neigungen des Containers beim Starten des Flugzeuges in welchem sich der Container befindet, im wesentlichen unabhängig ist. Darüber hinaus aber besteht, wenn gewünscht, die Möglichkeit, in sich gleichmäßi-

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ge aber untereinander unterschiedliche Temperaturfelder zu erzeugen, etwa wenn im Container Produkte mit unterschiedlichem Kühlbedürfnis untergebracht sind.

Eine Weiterbildung der Erfindung betrifft einen Kühlcontainer mit etagenweise übereinander angeordneten Einschüben, deren oberster als Abteil für das Kühlmittel dient, insbesondere als fahrbarer Container für das Frisch- und Kühlhalten von Speisen im Plugverkehr. Derartige Container, meist Trolleys genannt, werden erfindungsgemäß derart ausgebildet, daß der sich im wesentlichen über die gesamte Containerhöhe erstreckende und über eine Geräteseite reichende Fallschacht von einer Containeraußenwand und von einer dazu im wesentlichen parallelen Trennwand begrenzt ist, wobei die Trennwand in die Einschubetagen des Nutzraums einmündende, schleusenartige Öffnungen aufweist. Besitzt dieser Container nur eine Türe, dann kann der Fallschacht an der der TüÜre entgegengesetzten Containerseite angeordnet sein und der zwischen Türe und Einschubetagen befindliche Spaltraum Entweichungsöffnungen für überschüssige Luft und/oder Kühlgase aufweisen, gegebenenfalls nur in Form von undichten Stellen des Türanschlages. Auf diese Weise wird eine besonders exakte Führung der Kühlgasströme erreicht und insbesondere die Ausbildung eines gleichmäßigen Temperaturfeldes beim Kühlbeginn, zu welchem Zeitpunkt

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der Container noch mit Luft gefüllt ist, beschleunigt. Um die gewünschte Flußrichtung auch bei stärkeren Neigungen des Containers sicherzustellen, kann der Einschub für das Kühlmittel geringfügig gegen die Horizontale geneigt sein, derart, daß er zum Fallschachteinlaß hin abfällt.

Bei Kühlcontainern mit an zwei gegenüberliegenden Seiten befindlichen Türen wird die Anordnung vorteilhafterweise so vorgenommen, daß zwei Fallschächte an gegenüberliegenden Containerseiten vorgesehen sind und zumindest einer der zwischen den beiden anderen Containerseiten und den Einschubetagen befindlichen Spalträume Entweichungsöffnungen für überschüssige Luft und/oder Kühlgase aufweist, gegebenenfalls in Form von undichten Stellen des Türanschlages. Freilich können die Fallschächte auch an den beiden Türseiten angeordnet sein, in welchem Fall es besonders zweckmäßig·ist, die Türen doppelwandig auszubilden und die beiden Türwände jeder Tür als Fallschachtbegrenzung zu verwenden. Diese Container mit zwei Fallschächten an gegenüberliegenden Containerseiten sind mit Hinblick auf das Temperaturfeld besonders unempfindlich gegenüber Neigungen und Kippungen des Containers. '

Um die dosierbare Aufteilung des Kühlgasstromes in Partialströme zu erleichtern, können die öffnungen der Trennwand

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konstruktiv so ausgestaltet sein, daß sie aus Durchbrechungen der Trennwand und aus von der Trennwand in den Fallschacht atestehenden, den einzelnen Öffnungen zugeordneten Leitzungen bestehen. Vorteilhafterweise besitzen die Öffnungen untereinander unterschiedliche Durchlaßweiten, derart, daß der Querschnitt in Richtung von der obersten zur untersten Einschubetage zunimmt, wobei die Durchlaßweite durch den Öffnungsquerschnitt und/oder durch die Zungenanstellung gegeben ist. Damit wird erreicht, daß die Kühlwirkung über die gesamte Containerhöhe möglichst gleich ist. Trotzdem wird dadurch nicht völlig verhindert werden können, daß in der obersten, den Kühlmitteleinschub benachbarten Kühlgu'tetage die· Temperatur stärker absinkt, insbesondere während der Periode des Kühlbeginnes. Es mag in manchen Fällen wünschenswert sein, etwa wenn in der obersten Kühletage Speiseeis gelagert werden soll. Wird jedoch gewünscht, daß auch in der obersten Einschubetage stets die gleiche Temperatur wie in den darunter befindlichen Etagen herrscht, dann kann erfindungsgemäß die öffnung der obersten, den Kühlmitteleinschub benachbarten Kühlgut-Einschubetage mit einer Schließklappe versehen sein und diese Einschubetage ins Freie mündende, verschließbare öffnungen aufweisen.

Als besonders zweckmäßig hat sich erwiesen, wenn beim Srfindungsgemäßen Kühlcontainer als Kühlmittel Trockeneis in

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Form eines Haufwerks aus Trockeneis-Tabletten, -Stäbchen oder -Würfelchen verwendet wird,, da diese Troekeneisformen gegenüber den üblichen maßiven Trockeneis-Platten eine wesentlich höhere Verdampfungsoberfläche aufweist; dies ist insbesondere für die erwähnten Kühlcontainer im Plugverkehr von Bedeutung, da dort meist nur vergleichsweise kurze Kühlzeiten gefordert werden, das Gewicht jedoch eine große Rolle spielt.

Auf der Zeichnung ist eine Ausführungsform der Erfindung beispielsweise dargestellt, und zwar zeigen:

Fig.l : einen Kühlcontainer im Längsschnitt,

Fig.2 : eine perspektivische Ansicht einer Trennwand mit Schleusenöffnungen,

Fig.3 : eine Ansicht einer Trennwand und

Fig.4 : einen Schnitt durch die Trennwand mit automatisch verstellbaren Leitzungen.

Bei dem auf der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel handelt es sich um einen sogenannten Trolley, also einen fahrbaren Container für Fertigspeisen, wie er in der Luftfahrt eingesetzt wird. Hier sind die Ansprüche an die Kühlleistung besonders hoch, weil zeitbegrenzt mit geringst möglichem Gewicht des Gerätes selbst und seiner Ladung an

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Kühlmittel eine heterogene Zusammensetzung von Speisen nach Menge und Art in einer Umgebung von meist 24°C kühlgehalten werden muß, wobeidas Gesamtsystem noch Bewegungen, z.B. beim Start des Plugzeugs, unterworfen ist. In Figur 1 ist ein solcher Container im Längsschnitt gezeigt, bei dem auf parallelen Ebenen Etagen 11 das Kühlgut 12 aufbewahrt ist und auf der obersten Etage 1J>, den Kühleinschub, das Trockeneis 14 angeordnet ist. Dieser Kühleinschub steht an einer schmalen Seite des Containers durch einen Spalt 15 mit dem Nutzraum der Etagen in noch zu beschreibender V/eise in Verbindung. Zur thermischen Abschirmung des Nutzraums gegen den Kühleinschub IJ> ist eine isolierende Platte 16 vorgesehen, die den Spalt 15 nicht beeinträchtigt und eine v/eitere isolierende Platte

17 dämmt den Wärmeübergang der Umgebung durch die Deckfläche

18 des Containers. Zur Lenkung des Kühlstroms ist bei diesem Beispiel der gesamte Container um etwa 2° geneigt, damit das im Kühleinschub Ij5 sich entwickelnde kalte CCU-Gas durch sein 1,5 mal größeres spezifisches Gewicht als die im Nutzraum noch vorhandene Luft zum Spalt 15 gelangt. Diese Neigung des gesamten Containers ist bei dem gewählten Ausfü hrungsbeispiel möglich, da der zu kühlende Inhalt nicht flüssig in offenen Behältnissen 1st; selbstverständlich kann der gleiche Effekt auch dadurch erreicht v/erden, daß lediglich der Kühlmitteleinschub eine derartige Neigung aufweist, die Kühlgufcein-

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Schübe dagegen horizontal angeordnet sind.

An den Durchlaßschlitz 25 schließt sich ein von der schmalen Geräteseitenwand 19 und einer dazu parallelen Trennwand 20 begrenzter Fallschaeht 21 an, in welchem der Kältestrom in Folge der Schwerkraft nach unten sinkt. Aus dem Pallschacht 21 kann der Kältestrom durch schleusenartige Öffnunggen 22 in den Nutzraum zwischen die Etagen austreten. Diese Schleusenoffnungen bestehen gemäß Figur 2 aus Durchbrechungen der Trennwand und aus Leitzungen 2j5* die bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel einfacherweise durch ein durch drei Schnitte und eine Biegekante gebildetes und in das Innere des Fallschachtes 21 gebogenes Rechteck dargestellt sind. Selbstverständlich sind für die Leitzungen auch andere geometrische Formen möglich und ihre Lage im Fallschacht 21 kann plan oder gewölbt sein. Es ist weiter vorgesehen, den Fallschacht 21 an seiner tiefsten Stelle durch öffnungen, die in der Zeichnung nicht dargestellt sind, mit dem Nutzraum zu verbinden, damit Kondenswasser in diesen austreten kann.

Nach Figur > sind diese Schleusenoffnungen, ausgenommen der öffnung des Einschubs der obersten Kühlgutetage, die über einen Schlitz 2h mit dem Fallschacht 21 verbunden ist, für jede der Kühlgutetagen vorgesehen, wobei mit wachsender Entfernung der Etagen vom Spalt 15 die Durchlaßweite zum Aus-

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tritt eines Partial-Kältestroms in die Etage größer wird. Als Durchlaßweite soll hier die Projektion der öffnung in Richtung des Kältestroms verstanden v/erden. Diese Durchlaßweite ist hier also definiert durch die Breite der Leitzunge und den Biegewinkel ©c in-Fig. 2. Vorzugsweise ist die Anordnung gemäß Fig. 3 zu wählen, bei der die Schleusenöffnungen 23 in Kältestromrichtung versetzt angeordnet sind und, wie erkennbar, der öffnungswinkel mit der Entfernung vom Spalt 25 und mit ihm die erwähnte Durchlaßweite wächst.

Wesentlich ist ferner, daß das den Schlitz 25 bildende

Leitblech, welches über die gesamte Gerätebreite verläuft den Schlitz 24 abschirmt, welcher die Verbindung der obersten Kühlgutetage mit dem Fallschacht 11 darstellt. Der Grund dafür ist, daß damit ein zu starkes Absinken der Temperatur in der obersten Kühlgutetage vermieden werden soll. Zum gleichen Zweck sind in der obersten Kühlgutetage Bohrungen 26 vorgesehen, v/eiche ins Freie münden.

Der erfindungsgemäße Kühlcontainer kann im übl^ichen Kühlraum bei z.B. 6°C mit Speisen dieser Temperatur gefüllt, sodann mit Trockeneis beschickt und zum Einsatz gebracht werden. Durch die Neigung des Containers wird dem schweren COg- Gas sein Weg in den Fallschacht 21 und durch die Schleusen-

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öffnungen 22 in den Nutzraum aufgezwungen. Nach vergleichsweise kurzer Zeit wird sich im Container ein gleichmäßiges Temperaturfeld ausbilden und zwar durch das sublimierte Trockeneis. Der erforderliche Durckausgleich erfolgt neben den Undichtigkeiten in den Türen des Containers durch die erwähnten kleinen Bohrungen 26 in den gegenüberliegenden langen Containerwänden zwischen Kühleinschub und oberster Kühlgutetage. Durch die Anordnung der Bohrungen 16 gerade an dieser Stelle wird die am meisten gefährdete oberste Kühlgutetage hinsichtlich Einfrieren des Kühlgutes geschützt.

Aus Fig. 4 ist ersichtlich, daß die Weitergestaltung der Erfindung eine selbsttätige Regelung zur Dosierung des Kältestroms durch Beeinflussung der Durchlaßweite der Schleusenöffnungen 13 und damit des partiellen Kältestromes auf die Kühlgutetagen vorgesehen sein kann. Dabei ist ein Stab 27 vorgesehen, der einerseits mit dem Containergehäuse und andererseits mit einer beweglichen Leitzunge verbunden ist und außerdem einen großen Temperatur-Ausdehnungskoeffizienten besitzt. Dieser Stab 27 verschwenkt die über ein Drehgelenk 28 mit der Trennwand 20 verbundene Zunge 2j5. Die Verstellung erfolgt dabei derart, daß bei zu starker,Kühlung der wirksame Durchlaßquerschnitt der Schleusenöffnungen verkleinert und bei zu geringer Kühlung vergrößert wird. Mit Hilfe der Koppel-

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stange 29 können die Schleusenöffnungen mehrerer benachbarter Etagen durch einen einzigen Ausgleichsstab 27 jalousieartig betätigt werden.

Selbstverständlich kann das dargestellte Ausführungsbeispiel zahlreiche Abwandlungen erfahren. So läßt sich die Erfindung auch bei Containern mit zwei Türen an den beiden Schmalseiten verwirklichen, in dem diese doppelwandig gestaltet werden und die inneren Wände als Trennwände mit Leitblech 25 und Schleusenöffnungen 22 ausgebildet sind. Bei dieser Ausführung ist die Punktion der Kältestromführung noch weniger von der Neigung des Containers abhängig, bei exakt horizontaler Lage fließt an jeder Seite die gleiche Menge an Kühlgas durch die beiden in den Türen verlaufenden Fallschächte und tritt durch die Schleusenöffnungen von beiden Seiten in den Nutzraum ein. Das Einströmen des Kühlgases in die Fallschächte kann noch dadurch.erleichtert werden, daß der Kühlmitteleinschub geknickt oder gekrümmt ist, derart, daß er zu den Einlaßschlitzen' 25 hin beidseitig abfällt. Weiterhin ist die Erfindung nicht nur auf die beschriebenen fahrbaren Kleincontainer beschränkt, sondern kann auch bei stationären Großcontainern Anwendung finden, etwa den bekannten Containern in sogenannter Iglu-Bauweise. Wesentlich ist dabei jedoch

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stets,daß das sich entwickelnde Kühlgas als einheitlicher Kühlstrom bestimmter Flußrichtung geführt und dann dosierbar auf die einzelnen Kühlgutabteile aufgeteilt wird.

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Claims

PATENTANSPRÜCHE

\1.y Kühlcontainer zum Frisch- und Kühlhalten von temperaturempfindlichen Produkten, wie Nahrungsmittel, Pharmazeutika und dergleichen, insbesondere für den Einsatz im Transportverkehr, mit einem in mehrere Abteile unterteilten Nutzraum für das Kühlgut und einem Abteil für ein vergasendes Kühlmittel, insbesondere COp in fester Form (Trockeneis), gekennzeichnet durch zumindest einen vom Kühlmittelraum abgehenden Fallschacht für das sich entwickelnde Kühlgas, von dem den Kühlgasstrom dosierbar in Partialströme aufteilende öffnungen in die einzelnen NutzraumabteiIe abzweigen.

2· Kühlcontainer nach Anspruch 1, mit etagenweise übereinander angeordneten Einschüben, deren oberster als Abteil für das Kühlmittel dient, insbesondere als fahrbarer Container für das Frisch- und Kühlhalten von Speisen im Flugverkehr, dadurch gekennzeichnet, daß der sich im wesentlichen über die gesamte Containerhöhe erstreckende und über eine Geräteseite

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reichende Palischacht von einer Containeraußenwand und von einer dazu im wesentlichen parallelen Trennwand begrenzt ist, wobei die Trennwand in die Einschubetagen des Nutzraums einmündende, schleusenartige öffnungen aufweist.

J). Kühlcontainer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß..die Schleusenoffnungen aus Durchbrechungen der Trennv/and und aus von der Trennwand in den Fallschacht abstehenden , den einzelnen öffnungen zugeordneten Leitzungen bestehen.

4. Kühlcontainer nach Anspruch 2 oder 3 mit an einer Seite,-insbesondere einer Schmalseite befindlicher Türe, dadurch gekennzeichnet, daß der Fallschacht an der der Türe entgegengesetzten Containerseite angeordnet ist und der zwischen Türe und Einschubetagen· befindliche Spaltraum Entweichungsöffnungen für überschüssige Luft und/oder Kühlgase aufweist, gegebenen-falls in Form von undichten Stellen des Türanschlages.

5. Kühlcontainer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Einschub für das Kühlmittel geringfügig gegen die Horizontale geneigt ist, derart, daß er zum Fallschacht- Einlaß hin abfällt.

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6. Kühlcontainer nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der gesamte Container eine geringfügige Neigung gegen die Horizontale .aufweist.

7. Kühlcontainer nach Anspruch 2 oder 3> mit an zwei gegenüberliegenden Seiten, insbesondere den beiden Schmalseiten, befindlichen Türen, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Fallschächte an gegenüberliegenden Containerseiten vorgesehen sind und zumindest einer der zwischen den beiden anderen Containerseiten und den Einschubetagen befindlichen Spalträume Entweichungsöffnungen für überschüssige Luft und/oder Kühl*· gase aufweist, gegebenenfalls in Form von undichten Stellen des Türanschlages.

8. Kühlcontainer nach Anspruch 7> dadurch gekennzeichnet, daß der Einschub für. das Kühlmittel geringfügig geknickt oder gekrümmt ist, derart, daß er zu beiden Fallschächten hin abfällt.

9· Kühlcontainer nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Türen doppelwandig ausgebildet sind und die beiden Türwände jeder Tür die Fallschächte begrenzen.

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10. Kühlcontainer nach einem der Ansprüche 1 bis 9> dadurch gekennzeichnet, daß die schleusenartigen Öffnungen der Trennwände mittels ihrer Zungen einstellbar sind, daß die öffnungen untereinander unterschiedliche Durchlaßweiten aufweisen, derart, daß der Querschnitt in Richtung von der obersten zur untersten Einschubetage zunimmt, wobei die Durchlaßweite durch den Öffnungsquerschnitt und/oder durch die Zungenanstellung gegeben ist, und daß die schleusenartigen öffnungen in der Vertikalen gegeneinander versetzt sind.

11. Kühlcontainer nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die öffnung der obersten, den Kühl- , mitteleinschub benachbarten Kühlgut-Einschubetage mit einer Schließklappe versehen ist und diese Einschubetage ins Freie mündende, verschließbare Öffnungen aufweist.

12. Kühlcontainer nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dieser obersten Kühlgut-Einschubetage und dem KUhlmitteleinschub eine Isolierplatte vorgesehen ist.

13. Kühlcontainer nach einem der .Ansprüche j5 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die an der Trennwand angelenkten Schleusenzungen durch einen temperaturempfindlichen Ausdehnungs-

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körper selbsttätig verschwenkbar sind.

14. Kühlcontainer nach einem der Ansprüche 3 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Schleusenzungen durch eine Koppelstange jalousieartig miteinander verbunden sind.

15· Kühlcontainer nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß am Fallschachteinlaß ein dessen Querschnitt verengendes Leitblech vorgesehen ist.

16. Kühlcontainer nach einem der Ansprüche 3 bis 15 > dadurch gekennzeichnet, daß an der tiefsten Stelle des Containers ein-verschließbarer, von der Schleusenzunge der untersten Einschubetage abgeschirmter Kondenswasser-Ablauf vorgesehen ist.

"17· Kühlcontainer nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß als Kühlmittel Trockeneis in Form eines Haufwerks aus Trockeneis-Tabletten, -Stäbchen oder -Wurfeichen verwendet ist.

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