DE2447108A1 - METHOD AND DEVICE FOR COOLING OR FREEZING ITEMS - Google Patents
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Description
Patentanwälte Dipl.-Ing. F. Wh;cxmahn,Patent attorneys Dipl.-Ing. F. Wh; cxmahn,
Dipl.-Ing. H. Weickmann, Dipl.-Phys. Dr.K. Fincke Dipl.-Ing. F. A.Weickmann, Dipl.-Chem. B. HuberDipl.-Ing. H. Weickmann, Dipl.-Phys. Dr.K. Fincke Dipl.-Ing. F. A. Weickmann, Dipl.-Chem. B. Huber
8 MÜNCHEN 86, DEN8 MUNICH 86, DEN
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Illinois, V.St.A.Illinois, V.St.A.
Verfahren und Vorrichtung zum Kühlen oder Gefrieren vonMethod and device for cooling or freezing of
Artikeln.Articles.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Kühlen oder Gefrieren von Artikeln, während diese durch eine1 isolierte Kammer transportiert werden und während ein gasförmiges Kältemittel in der Kammer in Kontakt mit den Artikeln zirkuliert.The invention relates to a method and apparatus for cooling or freezing articles while they are being transported through a 1 isolated chamber and circulated while a gaseous refrigerant in the chamber in contact with the articles.
Die Erfindung will eine Temperatur- und Gassteuerung solcher Art vorsehen, daß die Temperatur in einer Umwälzschleife durch die Strömung eines Kältefluids gesteuert wird und mehr Kältemittel für die Kammer vorgesehen wird, wenn eine niedrigere Temperatur aufrechterhalten werden soll.The invention aims to provide temperature and gas control for such Kind of provide that the temperature in a recirculation loop is controlled by the flow of a refrigerant fluid and more refrigerant for the chamber when a lower temperature is to be maintained.
Hierzu ist erfindungsgemäß eine Temperaturregeleinrichtung vorgesehen, die die Menge des pro Zeiteinheit eingeführten Kältemittels als Funktion der Gastemperatur in der Umwälzschleife steuert, sowie eine Gasbalancesteuerung, die die Gasströmung, zwischen der Umwälzschleife und einer gesondert von dem Hauptauslaß angebrachten Entlüftungsöffnung als Funktion der Temperatur an dieser Entlüftungsöffnung proportioniert.According to the invention, a temperature control device is provided for this purpose, the amount of refrigerant introduced per unit of time as a function of the gas temperature in the circulation loop controls, as well as a gas balance control that controls the flow of gas between the recirculation loop and one separate from the main outlet attached vent as a function of the temperature at that vent.
Gemäß dem Verfahren der Erfindung wird die Menge des in die Kammer eingeführten Kältemittels durch die Temperatur in· der Umwälzschleife des Gases in der Kammer gesteuert und Gas wirdAccording to the method of the invention, the amount of refrigerant introduced into the chamber is determined by the temperature in the Circulation loop of the gas in the chamber is controlled and gas becomes
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selektiv entweder zum Hauptauslaß oder zu einer Entlüftungsöffnung, die jeweils nahe den Enden der Kammer angeordnet sind, geleitet, je nach der Temperatur des Gases an der Entlüftungsöffnung. selectively either to the main outlet or to a vent, which are each arranged near the ends of the chamber, depending on the temperature of the gas at the vent.
Die Erfindung hat den Vorteil, daß automatisch in der Kammer eine optimale Kühltemperatur erzielt wird.The invention has the advantage that an optimal cooling temperature is automatically achieved in the chamber.
Zum Stand der Technik seien folgende US-PS1η angeführt: 3 345 828; 3 403 527; 3 427 820; 3 431 745 und 3 600 901. In keiner dieser Yeröffentlichungen sind die Merkmale der vorliegenden Erfindung offenbart.The following US Pat. No. 1 η are cited in relation to the prior art: 3,345,828; 3,403,527; 3,427,820; 3,431,745 and 3,600,901. None of these publications disclose the features of the present invention.
Weitere Einzelheiten und Vorzüge der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der beigefügten Zeichnungen. Darin zeigen:Further details and advantages of the invention emerge from the following description of an exemplary embodiment based on the attached drawings. Show in it:
Pig.1a und 1b zusammengesetzt eine Aufsicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung;Pig.1a and 1b put together a top view of an inventive Contraption;
Mg.2a, 2b und 2c in Kombination einen Längsschnitt durch die Vorrichtung der Pig.1a und 1b;Mg.2a, 2b and 2c in combination a longitudinal section through the Device of Pig.1a and 1b;
Pig.3 eine Seitenansicht vom linken Ende der Pig.1a;Pig.3 is a side view from the left end of Pig.1a;
Pig.4 einen Vertikalschnitt nach der linie 4-4 der Pig.2a;Pig.4 a vertical section along the line 4-4 of Pig.2a;
Pig.5 einen fragmentarischen und halbschematisehen Horizontalschnitt nach der Linie 5-5 der Pig.7;Pig. 5 a fragmentary and semi-schematic horizontal section after line 5-5 of Pig.7;
Pig.6 einen Vertikalschnitt nach der Linie 6-6 der Pig.2b; Pig.7 einen Vertikalschnitt nach der Linie 7-7 der Pig.2b;Pig.6 shows a vertical section along line 6-6 of Pig.2b; Pig.7 is a vertical section along line 7-7 of Pig.2b;
Pig.8 einen halbschematischen Vertikalschnitt durch die erfindungsgemäße Vorrichtung·Pig.8 a semi-schematic vertical section through the inventive Contraption·
In der den Zeichnungen zugrundeliegenden Ausführungsform weist die Vorrichtung 10 zum Kühlen oder Gefrieren von Artikeln eine langgestreckte Gefrierkammer 11 mit einer Decke 12, einem Boden 13 und Seitenwänden 14 und 15, alle entsprechend isoliert, auf. Die Decke 12 besteht aus isolierten Wänden in Porm vonIn the embodiment on which the drawings are based the device 10 for cooling or freezing articles an elongated freezing chamber 11 with a ceiling 12, a floor 13 and side walls 14 and 15, all insulated accordingly. The ceiling 12 consists of insulated walls in Porm of
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schwenkbaren Deckeln 16, die mittels hydraulischer Zylinder 17 in üblicher Weise hochgeklappt und gesenkt werden können. In den Fig.1a und 1b sind lediglich zwei Deckel gezeigt, in den Fig.5, 4, 6 und 7 sind sie in Seitenansicht dargestellt.pivotable covers 16, which can be folded up and lowered in the usual way by means of hydraulic cylinders 17. Only two covers are shown in FIGS 5, 4, 6 and 7 they are shown in side view.
In der Gefrierkammer 11 ist zwischen einem Produkteinlaß 18 und einem Produktauslaß 19 ein herkömmlicher Förderer 20 angebracht, der die Artikel in der Kammer auf einer Bahn transportiert, die mit seiner oberen Strecke 21 zwischen Einlaß und Auslaß zusammenfällt. Ein solcher Artikel ist schematisch in Fig. 2c bei 22 veranschaulicht.In the freezing chamber 11 is between a product inlet 18 and a product outlet 19 a conventional conveyor 20 is attached, which transports the articles in the chamber on a track, which coincides with its upper path 21 between inlet and outlet. Such an article is shown schematically in Fig. 2c illustrated at 22.
Das Kältefluid ist eine Flüssigkeit und flüssiger Stickstoff ist ein gutes Beispiel für die gezeigte Vorrichtung. Ein weiteres Beispiel ist flüssiges Kohlendioxid. Das flüssige Kältemittel erzeugt in jedem Fall in der Kammer ein Kältegas. In dem dargestellten Beispiel wird der flüssige Stickstoff mit Hilfe eines Sprühsystems 23 eingeleitet, das eine Anordnung von Düsen 24 aufweist, die in Längsrichtung und Querrichtung der Kammer in Abständen angebracht sind.The refrigerant fluid is a liquid and liquid nitrogen is a good example of the device shown. Another example is liquid carbon dioxide. The liquid refrigerant always generates a refrigerant gas in the chamber. In the example shown, the liquid nitrogen is using a spray system 23 initiated, which has an arrangement of nozzles 24, which in the longitudinal direction and transverse direction of the chamber are attached at intervals.
Bei dem gezeigten Beispiel der Fig.4 überspannen sechs Düsen die Breite der Kammer 11 und acht Düsen sind in jeder Längsreihe vorgesehen, siehe Fig.2a. Das flüssige Kältemittel wird der Düsenanordnung über ein Rohr 25 zugeleitet, das mit einem Rohrstrang 26 in Verbindung steht, welcher die Düsen 24 mittels eines flexiblen Schlauches 27 miteinander verbindet. Diese Anordnung gestattet es, daß das gesamte Sprühsystem 23 für die Flüssigkeit nach Hochklappen der Deckel 16 zur Reinigung herausgehoben werden kann, ohne daß es auseinandergenommen werden muß.In the example shown in FIG. 4, six nozzles span the width of the chamber 11 and eight nozzles are provided in each longitudinal row, see Fig.2a. The liquid refrigerant becomes the Nozzle arrangement fed via a pipe 25, which is connected to a pipe string 26 is in connection, which connects the nozzles 24 to one another by means of a flexible hose 27. These The arrangement allows the entire spray system 23 for the liquid to be lifted out for cleaning after the cover 16 has been folded up without having to be taken apart.
Um den Wärmeübergang zu unterstützen, wird das Kältemittelgas über die Artikel in der Kammer 11 geleitet. Diese Zirkulation bringt das Kältemittelgas in innigen Kontakt mit den Artikeln, insbesondere wenn der Förderer 20 von der besonders zweckmäßigen weitmaschigen Metallkonstruktion ist. Zu den Zirkulations-In order to support the heat transfer, the refrigerant gas is passed over the articles in the chamber 11. This circulation brings the refrigerant gas into intimate contact with the articles, particularly when the conveyor 20 is of the most convenient type wide-meshed metal construction. To the circulation
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mitteln gehört eine horizontale Platte 28 unter dem Förderer 20 und also auch unter den auf dem Förderer transportierten Artikeln 22, deren eines Ende 29 in einem kurzen Abstand vor dem Produkteinlaß 18 der Kammer 11 liegt. Die Zirkulationsströmung, die von einem rotierenden Gebläse-30 hervorgerufen wird, nimmt den durch die Pfeile 31 in den Pig.2b, 2c, 5, 6 und 7 angedeuteten Verlauf.middle includes a horizontal plate 28 under the conveyor 20 and thus also among the articles 22 transported on the conveyor, one end 29 of which is a short distance in front the product inlet 18 of the chamber 11 is located. The circulating flow created by a rotating fan-30, takes the one indicated by the arrows 31 in Pig. 2b, 2c, 5, 6 and 7 Course.
Der Zirkulationsweg umfaßt auch, wie aus den Pig.2b und 6 deutlich zu sehen ist, einen Kanal 32, der außerhalb der Kammer 11 liegt. Dieser Kanal ist, wie Fig.6 zeigt, unter und seitlich der Vorrichtung 10 angeordnet und steht mit dem Boden der Kammer 11 über ein vertikales Anschlußstück 33 in Verbindung, das Gas vertikal nach unten in den Kanal 32 leitet. Von dort strömt das umgewälzte Gas auf der Seite durch einen Durchlaß 34 nach oben in das Gebläse 30, wo es seitlich in die Kammer zurückgeleitet wird, um dort von gekrümmten, beabstandeten Flügeln 35 in eine Längsströmung zum Produkteinlaß 18 hin, siehe Fig.5, umgelenkt zu werden.The circulation path also includes, as shown in Pig. 2b and 6 can clearly be seen, a channel 32 which lies outside the chamber 11. This channel is, as Fig. 6 shows, under and arranged to the side of the device 10 and is connected to the bottom of the chamber 11 via a vertical connection piece 33, directs the gas vertically downward into channel 32. From there, the circulated gas flows on the side through a passage 34 upwards into the fan 30, where it is directed back laterally into the chamber, around there from curved, spaced-apart Wings 35 in a longitudinal flow towards the product inlet 18, see Fig.5 to be deflected.
Unter dem Sprühsystem 23 ist ein Trog 36 vorgesehen, der zum Umwälzkanal 32 hin geneigt ist, um Kältemittelgas und überschüssige Flüssigkeit durch die Eigenschwere aus der Sprühzone 37 in den Kanal 32 zu leiten.Under the spray system 23, a trough 36 is provided, which is inclined towards the circulation channel 32, to coolant gas and excess To direct liquid from the spray zone 37 into the channel 32 due to its inherent gravity.
Mit der Kammer 11 steht nächst deren Produkteinlaß 18 eine Gasabströmeinrichtung 38 in Verbindung, die Kältemittelgas aus der Umwälzschleife 31 durch einen Gasauslaß 39 abführt. Die Platte 28, die nahe an den Produkteinlaß 18 zur Kammer und also zur Gasabströmeinrichtung 38 heranreicht, unterteilt die Kammer 11 in eine erste obere Strecke 40 und eine zweite, untere Strecke 41 der Umwälzschleife 31. Wie die Fig.2b und 2c zeigen, sieht die Strecke 40 einen unmittelbaren Gegenstromkontakt mit den Artikeln 22 zum Wärmeaustausch vor. Die zweite Strecke 41 hat keinen unmittelbaren Kontakt mit den Artikeln.The product inlet 18 of the chamber 11 is next to it Gas outflow device 38 in connection, the refrigerant gas from the circulation loop 31 discharges through a gas outlet 39. The plate 28, which is close to the product inlet 18 to the chamber and so reaches up to the gas discharge device 38, divides the chamber 11 into a first upper section 40 and a second, lower section Section 41 of the circulation loop 31. As in FIGS. 2b and 2c show, the path 40 provides direct countercurrent contact with the articles 22 for heat exchange. The second Route 41 has no direct contact with the articles.
Oberhalb des Förderers 20 sind in der Kammer 11 in VerbindungAbove the conveyor 20 are in the chamber 11 in communication
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mit der oberen Strecke 40 mehrere gasbewegende Einrichtungen 42 vorgesehen, die in dem dargestellten Beispiel Gebläse mit vertikaler Achse sind, die einen vertikalen axialen Fluß erzeugen, wie er durch Pfeile 43 angedeutet ist. Die Gebläse 42 sind in Längsrichtung voneinander beabstandet und in dem gezeigten Beispiel sind sechs vorgesehen. Je nach der Größe der Vorrichtung können jedoch auch mehr oder weniger solche Einrichtungen angebracht sein.with the upper path 40 several gas-moving devices 42 are provided, which in the example shown fan with vertical axis which produce a vertical axial flow as indicated by arrows 43. The fans 42 are longitudinally spaced from each other and in the shown For example, six are provided. Depending on the size of the device, however, more or fewer such devices can be used to be appropriate.
Wie die Pfeile 43 in Fig.2b andeuten, stoßen die Gebläse nach unten durch den Förderer und über die darauf mitgeführten Artikel 22 aus und die Strömung wird dann durch den Aufprall auf die Platte 28 wieder zurück nach oben gelenkt. Die Gebläse 42 dienen als Turbuienzerzeuger für einen besseren Wärmeübergang zwischen den vom Förderer 20 durch die Kammer transportierten Artikeln und dem Gas. Dies hat zur Folge, daß die bei 39 in Fig.2c austretenden Abgase eine höhere Temperatur haben, die durch den stärkeren Wärmeentzug aus den einlaufenden Artikeln 22 verursacht ist. So war bei einer praktischen Ausführung der erfindungsgemäßen Vorrichtung die Temperatur der Abgase 39 nur 800F (440G) niedriger als die Temperatur der ankommenden Artikel 22. Zudem verläuft der transversale und in dem Ausführungsbeispiel vertikale Ausstoß der Axialgebläse 44 in einer Querrichtung zum longitudinalen Strömungsweg 31 und durch die Vereinigung von unter 90° aufeinander treffenden Gasströmungen wird die Turbulenz erhöht und dadurch der Wärmeübergang verbessert, so daß für eine bestimmte Gefrierleistung eine kürzere Kammer 11 verwendet werden kann.As the arrows 43 in FIG. 2b indicate, the blowers discharge downwards through the conveyor and over the articles 22 carried thereon and the flow is then deflected back up again by the impact on the plate 28. The fans 42 serve as turbulence generators for better heat transfer between the articles transported by the conveyor 20 through the chamber and the gas. This has the consequence that the exhaust gases exiting at 39 in FIG. In a practical embodiment of the device according to the invention, the temperature of the exhaust gases 39 was only 80 ° F (44 ° G) lower than the temperature of the arriving articles 22. In addition, the transverse and, in the exemplary embodiment, vertical output of the axial fan 44 runs in a direction transverse to the longitudinal The flow path 31 and the combination of gas flows that meet at 90 ° increases the turbulence and thereby improves the heat transfer, so that a shorter chamber 11 can be used for a specific freezing capacity.
Die Vorrichtung 10 ist zur bequemeren Reinigung in auseinandernehmbaren Abschnitten konstruiert. Eine derartige separierbare Anordnung ist in der US-PS 3 580 000 beschrieben.The device 10 is in disassemblable for more convenient cleaning Constructed in sections. Such a separable arrangement is described in US Pat. No. 3,580,000.
In der langgestreckten Kammer 11 sind eine Reihe dreieckiger Prallbleche 45 vorgesehen, die, wie in Fig.2c ersichtlich, mit der Spitze nach unten weisen und an dieser Spitze einen Winkel von etwa 90° haben. Diese quergestellten Prallbleche 45 9 dieIn the elongated chamber 11 a number of triangular baffle plates 45 are provided which, as can be seen in FIG. This transverse baffle plates 45 9 the
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sich durch die Kammer von der einen zur anderen Seite erstrekken, dienen zur Strömungsdrosselung zwischen dem Einlaßende der Platte 28 und dem Gasauslaß bei 38, um das Strömungsvolumen 46 des Gases von der Umwälzschleife 31 zur Gasabströmeinrichtung 38 zu begrenzen. Diese Strömungsbegrenzung durch die Prallbleche erhöht zugleich das Strömungsvolumen in der Umwälzschleife 31 und damit auch die lineare Strömungsgeschwindigkeit, wodurch der Wärmeübergang zwischen dem Gas in der Umwälzschleife und den transportierten, zu kühlenden Artikeln 22 verbessert wird.extend through the chamber from one side to the other serve to restrict flow between the inlet end of the Plate 28 and the gas outlet at 38 to the flow volume 46 of the gas from the circulation loop 31 to the gas discharge device 38 limit. This flow limitation by the baffle plates also increases the flow volume in the circulation loop 31 and thus also the linear flow velocity, whereby the heat transfer between the gas in the circulation loop and the transported articles 22 to be cooled is improved.
Die Decke 12 der Kammer ist auf einem Abschnitt 47 erhöht, und zwar dort, wo die gewinkelten Umlenkflügel 35 das umgewälzte Gas 31 wieder in den Anfang der oberen Strecke 40 der Umwälzschleife zurücklenken, in der das Gas im Gegenstrom zur Transportrichtung der Artikel 22 auf dem Förderer. 20 fließt, wie dies der Pfeil 31 in Fig.2c andeutet. An dieser Eintrittsstelle 48 zur Umwälzschleife 31 ist eine Gasbalancesteuerung vorgesehen, die die Gasströmung zwischen der Umwälzschleife und einer Entlüftungsöffnung 49 nächst dem Produktauslaß 19 proportioniert.The ceiling 12 of the chamber is raised on a section 47, namely where the angled deflection vanes 35 the circulated Direct gas 31 back into the beginning of the upper section 40 of the circulation loop, in which the gas is countercurrent to the Direction of transport of the items 22 on the conveyor. 20 flows, as indicated by the arrow 31 in Figure 2c. At this entry point 48 to the circulation loop 31 is a gas balance control provided that the gas flow between the circulation loop and a vent 49 next to the product outlet 19 proportioned.
In dem gezeigten Ausführungsbeispiel umfaßt diese Gasbalancesteuerung eine erste Dämpferklappe 50, die derart angelenkt ist, daß sie zwischen einer Stellung, in der sie oben an der Decke 12 (Fig.8) anliegt und einer gegen diejenige der Fig.8 um 90° versetzten Stellung verschwenkbar ist, um auf diese Weise den Gasfluß zwischen der Umwälzschleife 31 und damit dem Gasauslaß 38 am Produkteinlaß 18 zur Kammer und der Gasentlüftungsöffnung 49 am Produktauslaß 19 der Kammer in das richtige Verhältnis zu bringen. Diese Dämpferklappe 50 der Gasbalancesteuerung dient auch noch zur Steuerung der Gasströmungsgeschwindigkeit in der Umwälzschleife 31, die die obere Strecke 40 mit dem Produktkontakt und die untere Strecke 41 umfaßt, die, wie oben beschrieben, durch die Platte 28 getrennt sind. Die Stellung der Dämpferklappe 50 wird von einem Thermoelement 51 üblicher Art gesteuert, das einen StellmotorIn the embodiment shown, this includes gas balance control a first damper flap 50 which is hinged so that it is between a position in which it is on top of the Ceiling 12 (Fig.8) and one against that of Fig.8 is pivotable by 90 ° offset position to in this way the gas flow between the circulation loop 31 and thus the Gas outlet 38 at product inlet 18 to chamber and gas vent 49 at the product outlet 19 of the chamber in the correct ratio. This damper flap 50 of the gas balance control also serves to control the gas flow rate in the circulation loop 31, which is the upper The product contact stretch 40 and the lower stretch 41 separated by the plate 28 as described above are. The position of the damper flap 50 is controlled by a thermocouple 51 of the usual type, which is a servomotor
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51 betätigt, der ebenfalls ein gebräuchlicher Typ ist, wie er in der US-PS 3 600 901 von dem Motor 62 verkörpert wird.51, which is also of a common type as embodied in the motor 62 in US Pat. No. 3,600,901.
Die Gasausströmung durch die Entlüftungsöffnung 49 ist wenigstens ausreichend stark, um während des Betriebs unter allen Betriebsbedingungen die Umgebungsluft am Einströmen in die Kammer zu hindern, damit nicht.warme Luft, feuchtigkeit u.dgl. eindringt. Die Temperatur in der Kammer 11 wird gesteuert, indem die in der Zeiteinheit eingeführte Kältemittelmenge gesteuert wird, wie dies durch das Sprühsystem 23 für flüssigen Stickstoff angedeutet ist. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird also flüssiger Stickstoff durch ein Rohr 54 und ein verstellbares Ventil 55 zum Sprühsystem 23 geleitet. Die Strömung durch das Ventil 55 wird automatisch durch einen Stellmotor 56 geregelt, dessen Tätigkeit durch ein Temperaturkontrollinstrument 57 bekannter Art reguliert wird, das seinerseits von einem Thermoelement 58 gesteuert wird, das in dem äußeren Kanal 32 der Umwälzschleife angeordnet ist. Wie Pig.6 zeigt, ist dieses Thermoelement 58 vorzugsweise in dem Seitenteil 34 des Kanals 32 nahe dem Einlaß zum Zirkulationsgebläse 30 angebracht. Die Temperatursteuerung für den Innenraum der Kammer 11 arbeitet also teilweise durch Steuerung der eingeleiteten Kühlmittelmenge als Punktion der Gastemperatur in der Umwälzschleife 31 und in dem beschriebenen Beispiel spezifisch der Temperatur in dem außen gelegenen Teil 32 dieser Umwälzschleife. The gas outflow through the vent 49 is at least sufficiently strong to be under all during operation Operating conditions to prevent the ambient air from flowing into the chamber, so that not warm air, moisture and the like. penetrates. The temperature in the chamber 11 is controlled, by controlling the amount of refrigerant introduced in the unit of time, as by the liquid spray system 23 Nitrogen is indicated. In the illustrated embodiment, liquid nitrogen is passed through a pipe 54 and an adjustable valve 55 is directed to the spray system 23. The flow through valve 55 is automatically controlled by a Servomotor 56 regulated, the activity of which is regulated by a temperature control instrument 57 of known type, which in turn is controlled by a thermocouple 58 located in the outer channel 32 of the recirculation loop. Like Pig. 6 shows, this thermocouple 58 is preferably in the side portion 34 of the duct 32 near the inlet to the circulation fan 30 attached. The temperature control for the interior of the chamber 11 thus works partly by controlling the initiated Amount of coolant as a puncture of the gas temperature in the Circulation loop 31 and specifically in the example described the temperature in the outer part 32 of this circulation loop.
Die Kammer 11 ist noch mit einer zweiten Dämpferklappe 59 versehen, die an der Eintrittstelle 60 zu dem äußeren Kanal 32 und nächst dem benachbarten Ende 61 der Platte 28 angeordnet ist. Diese zweite Dämpferklappe 59 ist von Hand zwischen einer nahezu geschlossenen Stellung und einer vollständig geöffneten Stellung verstellbar. Die Vorrichtung arbeitet folgendermaßen: Die manuell einstellbare Dämpferklappe 59 wird etwas offengelassen, wie dies schematisch in Pig.8 angedeutet ist, und nach dem Anlauf wird der Balancezustand einer geringen Ausströmung durch die Entlüftungsöffnung 49 und einee Ausstoßes durch 38The chamber 11 is also provided with a second damper flap 59, which are arranged at the entry point 60 to the outer channel 32 and next to the adjacent end 61 of the plate 28 is. This second damper flap 59 is by hand between a almost closed position and a fully open position adjustable. The device works as follows: The manually adjustable damper flap 59 is left a little open, as indicated schematically in Pig. 8, and after the start-up the state of equilibrium is a low outflow through vent 49 and exhaust through 38
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mit Hilfe der temperaturgesteuerten Dämpferklappe 50 erreicht. Wenn aufgrund abnormer Bedingungen in der Kammer dies nicht ausreicht, um das gewünschte Gleichgewicht herzustellen, wird die manuell verstellbare Dämpferklappe 59 auf einen breiteren Spalt 60 eingestellt, so daß ein größerer Anteil des Gases aus der Sprühzone unmittelbar in die Umwälzschleife abgezogen wird, wodurch sich die Ausströmung durch die Entlüftungsöffnung 49 verringert und entsprechend mehr Gas durch die Abströmeinrichtung 38 entweicht. An der Dämpferklappe 59 werden keine weiteren Justierungen vorgenommen, solange sich nicht die Bedingungen so ändern, daß eine Neueinstellung erforderlich ist. Typische Betriebsbedingungen, die eine solche Neueinstellung der von Hand verstellbaren Dämpferklappe 59 erfordern, sind eine stärkere Drosselung der Strömung in dem Zirkulationsweg 31 aufgrund einer Anhäufung von Kühlgut 22 oder aufgrund der, Konstruktion der Kammer als außergewöhnlich langer Tunnel, der von sich aus ein Strömungshindernis im Zirkulationsweg 31 bildet, o.dgl. Bei einer Strömungsbalance kommt es zu einem geringfügigen Ausblasen von Kühlgas durch die Entlüftungsöffnung 49, was durch die angestrebte Temperatur zwischen -230O und -120O (-10° bis +1O0F) oder etwa -180O (O0P) an dem Thermoelement 51 angezeigt wird, so daß keine Umluft eintritt.achieved with the help of the temperature-controlled damper flap 50. If, due to abnormal conditions in the chamber, this is not sufficient to establish the desired balance, the manually adjustable damper flap 59 is set to a wider gap 60 so that a larger proportion of the gas is drawn from the spray zone directly into the circulation loop, whereby the The outflow through the vent opening 49 is reduced and correspondingly more gas escapes through the outflow device 38. No further adjustments are made to damper flap 59 unless the conditions change to such an extent that readjustment is required. Typical operating conditions that require such a readjustment of the manually adjustable damper flap 59 are a stronger throttling of the flow in the circulation path 31 due to an accumulation of refrigerated goods 22 or due to the construction of the chamber as an exceptionally long tunnel, which by itself is an obstacle to flow in the Circulation path 31 forms, or the like. In the case of a flow balance, cooling gas is blown out slightly through the vent opening 49, which is due to the desired temperature between -23 0 O and -12 0 O (-10 ° to + 10 0 F) or about -18 0 O ( 0 0 P) is displayed on the thermocouple 51 so that no circulating air enters.
Wenn dieser Zustand einmal erreicht ist, wird die von Hand verstellbare Dämpferklappe 59 nicht mehr berührt und alle notwendigen Regulierungen für die verschiedenen Ladungen und unterschiedlichen eingeführten Wärmemengen erfolgen durch Senken und Heben der ersten Dämpferklappe 50 in Abhängigkeit von den Temperaturschwankungen an dem an der Entlüftungsöffnung 49 angebrachten Thermoelement 54. Bei minimaler Belastung, wenn der Durchlauf von Artikeln 22 minimal ist oder sogar zeitweilig unterbrochen, nimmt die Dämpferklappe 50 ihre unterste Lage ein, die um etwa 90° gegenüber der in Fig.8 gezeigten angehobenen Lage verschwenkt ist.Once this state has been reached, this is done manually adjustable damper flap 59 no longer touches and all the necessary adjustments for the various loads and different Introduced amounts of heat take place by lowering and raising the first damper flap 50 depending on the Temperature fluctuations at the thermocouple 54 attached to the vent 49. With minimal load, if the passage of articles 22 is minimal or even temporarily interrupted, the damper flap 50 takes its lowest position one that is raised by about 90 ° compared to that shown in Fig.8 Position is pivoted.
Das Sprühsystem 23 befindet sich zwischen der Platte 28 und dem Produktauslaß 19 der Kammer. Das in der Sprühzone erzeug-The spray system 23 is located between the plate 28 and the product outlet 19 of the chamber. The generated in the spray zone
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te Gas fließt sowohl im Gegenstrom zu den Artikeln, wie durch die Pfeile 62 in den Fig.2a und 2b angedeutet, also auch zum Teil in den Kanal 32, wo es die Umwälzschleife 31 betritt. Die Temperatur in der Kammer wird dann durch die Temperatur in der Umwälzschleife, gemessen von dem Thermoelement 58, gesteuert, indem die Menge flüssigen Stickstoffes, die durch die Leitung 62 dem Sprühsystem 23 zugeführt wird, variiert wird.te gas flows both in countercurrent to the articles, as indicated by the arrows 62 in Figures 2a and 2b, so also to the Part in the channel 32, where it enters the circulation loop 31. The temperature in the chamber is then determined by the temperature in the circulation loop, measured by the thermocouple 58, controlled, by varying the amount of liquid nitrogen supplied to the spray system 23 through line 62.
Bisher ist es üblich, Gas aus der Kammer abzuführen, etwa durch die Gasabströmeinrichtung 38, um das ankommende frische Gas 62 aus dem eingeleiteten Kältemittel auszugleichen. Da die Gasmenge, die aus dem frischen Kältemittel verdampft, von der Kühlgutladung, die durch die Kammer läuft, abhängt und sich also ändert, muß die durch die Abströmeinrichtung 38 abgeführte Gasmenge veränderbar sein, um sich an die ladungsänderungen anzupassen. Es hat sich Jedoch als schwierig erwiesen, das Kältemittel und insbesondere die Gefrierbedingungen allein durch Regulierung der bei 38 abgeführten Gasmenge zu regulieren und auszugleichen. Dies ist so, weil selbst ein minimaler Gasentzug aus der Umwälzschleife 31 bei minimalen ladungen stärker ist als die Rate der Gaserzeugung, so daß es zum Einströmen von Luft am Produktauslaß 19 der Kammer kommt.It has hitherto been customary to discharge gas from the chamber, for example through the gas discharge device 38, in order to remove the incoming fresh gas 62 to balance out the introduced refrigerant. Since the amount of gas that evaporates from the fresh refrigerant depends on the The load of refrigerated goods that runs through the chamber, depends and therefore changes, must be discharged through the discharge device 38 The amount of gas can be changed in order to adapt to the changes in charge. However, it has proven difficult to control the refrigerant, and particularly the freezing conditions, by itself Regulating the amount of gas discharged at 38 to regulate and equalize. This is because even minimal gas withdrawal from the circulation loop 31 stronger with minimal charges is than the rate of gas generation such that air flows in at product outlet 19 of the chamber.
Gemäß Verfahren und Vorrichtung der Erfindung ist stets wenigstens ein geringer Gasaustritt an der Entlüftungsöffnung 4-9 und bei 46 vorhanden, um zu verhindern, daß Umluft in irgendeiner Menge eintritt. Die Menge des eingeleiteten frischen Kältemittels und damit die Menge des erzeugten Gases wird für variierende Ladungsbedingungen von dem Thermoelement 58 gesteuert, das, wie beschrieben, die Menge des eingeleiteten frischen Kältemittels steuert. Tatsächlich ist die gezeigte und beschriebene Temperaturregelung so empfindlich, daß unter allen Betriebsbedingungen die Temperatur an der Entlüftungsöffnung 49 auf etwa -180G gehalten wird und die Temperatur an der Abströmeinrichtung 38 um etwa 440C (800P) unter der Temperatur des ankommenden Kühlgutes. Diese Betriebsweise wird sowohlIn accordance with the method and apparatus of the invention, there is always at least a small amount of gas escaping from the vent 4-9 and at 46 to prevent any amount of circulating air from entering. The amount of fresh refrigerant introduced and thus the amount of gas generated is controlled for varying charge conditions by the thermocouple 58, which, as described, controls the amount of fresh refrigerant introduced. In fact, the temperature control shown and described is so sensitive that under all operating conditions the temperature at the vent 49 is kept at about -18 0 G and the temperature at the discharge device 38 is about 44 0 C (80 0 P) below the temperature of the incoming Refrigerated items. This mode of operation is both
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durch die verstellbare Dämpferklappe 50 und ihr Thermoelement 51 am Produktauslaß der Kammer als auch durch die Führung des Gases in der Umwälzschleife 31 durch die Kammer und im Gegenstrom zu den durch die Kammer laufenden Artikeln erreicht, wobei der durch die Schleife umgewälzte Anteil wenigstens teilweise durch die oben beschriebenen Prallbleche 45 gesteuert wird.through the adjustable damper flap 50 and its thermocouple 51 at the product outlet of the chamber as well as through the guide of the gas in the recirculation loop 31 reaches through the chamber and in countercurrent to the articles passing through the chamber, the portion circulated through the loop at least partially through the baffle plates 45 described above is controlled.
Verschiedene Teile der in den Pig. dargestellten Vorrichtung entsprechen Teilen in folgenden älteren deutschen Patentanmeldungen P 23 31 271.2, eingereicht am 19.6.1973; P 23 62 072.6, eingereicht am 13.12.1973 und P 24 18 545.3, eingereicht am 17.4.1974. In der ersten dieser Anmeldungen ist eine Vorrichtung beschrieben, die flüssiges Kohlendioxid als Kühlmittel verwendet und ebenfalls eine der Zirkulation dienende Platte entsprechend der oben erwähnten Platte 28 hat. Die Steuer- ■ und Regeleinrichtungen gemäß der vorliegenden Erfindung sind in gleicher Weise auf ein Kühlsystem mit flüssigem Kohlendioxid anwendbar wie auf das System mit flüssigem Stickstoff. Die zweite der obigen Anmeldungen offenbart ein System, in dem zwischen der Grasumwälzbahn und dem Gasauslaß ein Drosselelement angeordnet ist, das annähernd zur gleichen Steuerung der Abströmung und Beschleunigung des Umlaufs dient wie die oben erwähnten Prallbleche 45·Different parts of the in the pig. The device shown correspond to parts in the following older German patent applications P 23 31 271.2, filed 6/19/1973; P 23 62 072.6, filed on December 13, 1973 and P 24 18 545.3, filed on April 17, 1974. In the first of these applications is a device described, which uses liquid carbon dioxide as a coolant and also a plate used for circulation corresponding to the plate 28 mentioned above. The control ■ and regulating devices according to the present invention are Applicable in the same way to a cooling system using liquid carbon dioxide as to the system using liquid nitrogen. the The second of the above applications discloses a system in which a throttle element is located between the grass circulation path and the gas outlet is arranged, which serves approximately the same control of the outflow and acceleration of the circulation as the above mentioned baffle plates 45
In der zuletzt erwähnten Anmeldung ist ein System beschrieben, das dem oben erläuterten ähnlich ist, bei dem aber die strömungshemmenden Prallbleche und die Temperatur- und Gasbalancesteuerungen fehlen. Die Dämpferklappen 50 und 59 zur Steuerung der Gasbalance und die Temperatursteuerungselemente 55-58 sind an sich bereits bekannt.In the last-mentioned application, a system is described which is similar to the one explained above, but in which the flow-inhibiting Baffles and the temperature and gas balance controls are missing. The damper flaps 50 and 59 for control the gas balance and the temperature control elements 55-58 are already known per se.
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Claims (16)
eine Austrittstelle zur Überführung von Gas in die erste
Strecke (40) der Umwälzschleife hat.Entry point for the intake of gas from the chamber and
an exit point for transferring gas into the first
Track (40) of the circulation loop.
des Kanals (32) angeordnet ist.13. Apparatus according to claim. 6 and 11, characterized in that the second damper flap (59) at the entry point
of the channel (32) is arranged.
gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Einführen eines
Kältemittels in die Kammer zwischen dem Kanal (32) und
dem Produktauslaß (19) angeordnet ist.14. Device according to one of claims 11 to 13 * thereby
characterized in that the means for introducing a
Refrigerant in the chamber between the channel (32) and
the product outlet (19) is arranged.
des Tunnels nach unten steht und von dem Förderer (20) genügend Abstand hat, um die Artikel durchlaufen zu lassen.15. Device according to one of claims 2 to 14, characterized in that the chamber has the shape of a long tunnel and that the flow-restricting means consist of at least one baffle plate (45) which extends from the ceiling (12)
of the tunnel is down and has sufficient distance from the conveyor (20) to allow the articles to pass through.
daß mehrere Prallbleche (45) vorgesehen sind, die in Abständen zwischen der Umwälzschleife und der GasabstrÖmeinrichtung (38) angeordnet sind.16. The device according to claim 15, characterized in that
that several baffle plates (45) are provided, which are arranged at intervals between the circulation loop and the gas discharge device (38).
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US424768A US3898863A (en) | 1972-06-19 | 1973-12-14 | Cryogenic refrigeration apparatus with automatic temperature control and automatic gas balance control |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2447108A1 true DE2447108A1 (en) | 1975-06-26 |
Family
ID=23683787
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19742447108 Pending DE2447108A1 (en) | 1973-12-14 | 1974-10-02 | METHOD AND DEVICE FOR COOLING OR FREEZING ITEMS |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5091853A (en) |
CA (1) | CA1001856A (en) |
DE (1) | DE2447108A1 (en) |
FR (1) | FR2254763B3 (en) |
GB (1) | GB1454032A (en) |
-
1974
- 1974-08-19 CA CA207,241A patent/CA1001856A/en not_active Expired
- 1974-08-19 GB GB3637474A patent/GB1454032A/en not_active Expired
- 1974-09-12 JP JP10446074A patent/JPS5091853A/ja active Pending
- 1974-10-02 DE DE19742447108 patent/DE2447108A1/en active Pending
- 1974-12-12 FR FR7440952A patent/FR2254763B3/fr not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CA1001856A (en) | 1976-12-21 |
AU7359174A (en) | 1976-03-25 |
FR2254763A1 (en) | 1975-07-11 |
GB1454032A (en) | 1976-10-27 |
FR2254763B3 (en) | 1977-01-21 |
JPS5091853A (en) | 1975-07-22 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OHJ | Non-payment of the annual fee |