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Gefriervorrichtung Die Erfindung betrifft eine Gefriervorrichtun"
insbesondere zum Schnellgefrieren von ahrungs- und Genußmitteln, lose geschichtet
oller in Packungen, in welcher rasch bewegte tiefgekühlte Luft als auf das Gut einwirkender
K:iltetr:iger in einem für die Wärine-:ttifttalime und -abgabe gemeinsamen Raum
n in- .#e %v- Älzt wird, der in Ilintereinanderschal-(tin- einen zum Tiefkühlen
der Luft dienenden \V:irnieaustauscher und nichtbegehbare .\nfnalimer:iume für das
zu gefrierende (gut @titlt:ilt.
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Hei einer bekannten Vorrichtung dieser Art -,ind in dein gemeinsamen
Raum retorten-' mh#r tunnelartige lange Kanäle mit eingebauter Rollenbahn für Gefriergutkästen
in einem geschlossenen Block neben- und übereinander angeordnet. Jeder Tunnel hat
an jedem Ende eine Beschickungs- bzw. Entleerungsschleuse, die entweder von der
Raumwand absteht oder sich gegen die Raumwand legt. Auf dein Tunnelblock steht hinter
einer geschweiften Trennwand die Kälteerzeugungsanlage mit einem Röhrenkühler, und
an die Trennwand schließt sich das Gebläse zur Entnahme der Kaltluft aus dein Röhrenkühler
und u deren Weitergabe an die I?ntlcertuigsseite des Tunnelblockes an.
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Die Schleusen umschließen (las Tunnelende nach Art einer Muffe, Lind
ein Tunnel ist
dann offen. wenn seine beiden Schleusen von der Raumwand
zurückstehen. Bei dieser Stellung wird die Kaltluft am Entleerungsende in den Tunnel
eingeblasen und am Beschicl:ungsende wieder abgesaugt. Je Schleuse enthält die gegenüberliegende
Raumwand einen Stutzen mit Verschlußdeckel. Sind beide Schleusen eines Tunnels an
die zugehörige Raumwand herangezogen, so ist der Luftein- und -austritt abgesperrt
und man kann die Deckel öffnen, um am einen Tunnelende Kästen herauszunehmen und
am anderen Ende neubeschickte Kästen nachzuschieben.
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Außer einem verwickelten Aufbau hat die Vorrichtung den Nachteil einer
für den Luftumlauf sehr ungünstigen Gestaltung. Der Druckstutzen des Gebläses mündet
in einen großen prismatischen Raum einseitig aus, so daß die wiedergekühlte Luft
ihren Weg sofort mit starken Wirbelbewegungen beginnt. Ferner mnß halbkontinuierlich
gearbeitet werden, weil durch ein gleichzeitiges Beschicken und Entleeren des ganzen
Tunnelblockes ein Zeitverlust von nicht tragbarer Größe eintreten würde. Man beschickt
und entleert deshalb die Tunnel einzeln. Infolgedessen sind dauernd bei einem Teil
der Tunnel beide Schleusen an ihre Raumwand herangezogen: die Luft kann daher niemals
hemmungsfrei an der Stirnseite und Rückseite des Tunnelblocks entlangströmen, sondern
trifft immer, und zwar an wechselnden Stellen auf Hindernisse, die sie seitlich
ablenken und schädliche Wirbel hervorrufen.
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Unter diesen Umständen kann man nur mit sehr kleinen Luftgeschwindigkeiten
arbeiten, wobei sich eine zu lange Gefrierdauer ergibt. Ein schnelles Gefrieren
ist aber notwendig, einmal utn mit geringem Raumbedarf auszukommen, dann aber auch
um unerwünschte Veränderungen des Gefriergutes (Sprengen der "Zellen) zu vermeiden.
Dieser bedenkliche Nachteil läßt sich nur in einem geringen (grade durch Senken
der Lufttemperatur ausgleichen, und zwar bei der bekannten Vorrichtung besonders
wenig, weil der Luftkühlraum auch die Kälteerzeugungsanlage enthält, deren Leistung
also an sehr enge Grenzen gebunden ist.
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Eine andere bekannte Gefriervorrichtung entspricht 1t11 Gesamtaufbau
weitgehend der eben erläuterten. jedoch ohne Anordnung der Kälteerzeugungsanlage
im Luftküblrautn. Der Gefrierraum weist auch ):eine ttinitelartigen Kanäle auf,
sondern ein einem Brett-estell nachgebildetes Kiihlrohrgestell. lin Gefrierraum,
einem durch eine Winkelwand allgetrennten unteren "feil des Gesatntrautnes. :inc1
zickzackartig verlaufende Kühlrohre finit einem für den Luftdurchgang ausreichenden
-\ll.tand so nebeneinander angeor@hict. (1a13 die waagerechten Rohrstrecken sich
als Stützmittel für Schalen l)etiutzen lassen, die (las Gefriergut enthalten.
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Der über dem Gefrierraum befindliche Luftkiihlraum ist von einem großen
Röhrenluftkühler nahezu ganz ausgefüllt, was als zweckmäßig erscheint. Dagegen ist
(las Gebläse oder der Lüfter in den senkrechten Teil der Winkeltretmwand eingebaut
und iniindet 1t11 Gefrierraum dicht vor dem Kühlrohrgestell, treibt also die Luft
in einem stark wirbelnden Zustande an dem Gefriergut entlang. Die Luftgeschwindigkeit
betrugt etwa 2,5 m/sec. Sie wird höher als die in der zuerst beschriebenen Gefriervorrichtung
tttögliche Höchstgeschwindigkeit sein, aber sie kann wegen der auch bei dieser Vorrichtung
ungünstigen Luftumlaufverhältnisse zum Zwecke einer Steigerung der Leistung nicht
mehr erhöht werden.
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Obgleich mit einer Lufttemperatur von -a5° gearbeitet wird, ist die
bekannte Vorrichtung jedenfalls für größere Leistungen wenig geeignet, da der Raumbedarf
zu groß ist und auch die Bedienung des Apparates, bei dem in der Gehäusevorderwand
je Gefriergutschale eine Klappe zum Einbringen und Herausnehmen jeder einzelnen
Schale vorgesehen ist, in bezug auf Einfachheit nicht befriedigt.
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Gemäß der Erfindung sollen die Mängel des Bekannten vermieden werden,
und zwar durch die Vereinigung eines aus mehreren, von einem flüssigen Kälteträger,
z. B. Sole, oder einer Kälteflüssigkeit, z. B. ä-.inmoniak, durchflossenen, parallel
und eng neben- oder übereinander angeordneten Flachtaschen zusammengesetzten Wärineaustatischers
mit einem fachartig ausgebildete feste oder wegnehmbare Stützmittel für (las Gut
aufweisenden Gefrierraum, wobei die Verbindung beider Räume für den Obertritt der
Luft aus dein \\'ä rmeaustauscher in den hefrierrauin in einem im Vergleich zum
Gefrierraum schmalen und von Einbautest vollständig freien Zwischenraum besteht.
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Der Grundgedanke der Erfindung besteht darin, für die -Kaltluft während
der Dauer ihrer Nutzwirkung, also bei der Wärmeabgabe ins \\ arineaustatischer und
bei der Wärine-.itifiial;itte ini Gefrierraum, sowie auch w:ihrend (ges Obertrittes
von dem einett in den anderen lZautn heninnin-sfreie Wege ztt schatten, durch die
die I_tift in glatter Sti-iiinun#; ohne schädlich(: Wirbell)ildung liindurchtliel.9(#n
kann. Diese Beditt-un- ist bei den bekannten 1111(( für hühl-rwerl:e vom
l-:rtiti(ler besonders tlurchgebild(#ten Wä rmeattstatischcrn aus elmnrn hültlttt:clien.
zwi-#chest denen die Luft in t@c»-In holt tlntlnln li:indern hindurchstriiint, erfüllt.
Die im Gefrierratun
vorgesehenen fachartig ausgebildeten Stiitzniittel
für das Gut lehnen sich, soweit (las möglich ist, mit ihrer Gestalt und Anordming
an die Kühltaschen an, und die für die l`hertrittsstelle der Kaltluft gegebene Vorschrift
soll sicherstellen, daß die günstige 1\'irkung der innerhalb beider Räume geschaffenen
Luftwege nicht beeinträchtigt werden kann.
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Mit der durchweg im wesentlichen glatten Strömung der wirksamen Luft
wird für die ganze Gefriervorrichtung ein großer Wärmeüllergan- sowohl von der Luft
zum Kühlmittel wie auch von dem Gut zur Luft erzielt, mithin eine überlegen vorteilhafte
Grundlage für (las Schnellgefrieren gewonnen. Ein weiterer wichtiger Vorteil der
nahezu zwangslauigen Führung der Luft besteht in der \tiigliclikeit einer bedeutenden
Steigerung der Luftgeschwindigkeit. Ihre Größenordnung liegt bei io m/sec und darüber,
d. h. die geringste Luftgeschwindigkeit beträgt etwa das 3- bis 4fache der für satzweise
arbeitende Gefriervorrichtungen gebräuchlichen Geschwindigkeiten.
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:\us der erhöhten Wärmeübergangszahl und der starken Steigerungsfähigkeit
der Luftgeschwindigkeit ergibt sich als der mit (leg Erfindung herbeigeführte technische
Fortschritt eine beachtliche Abkürzung der Gefrierdauer. Etwa ein Drittel der unter
sonst deichen Bedingungen notwendigen Gefrierzeit wird erspart werden können. Daraus
folgt eine wertvolle Erhöhung der Güteleistung und zugleich eine Zunahme der Mengenleistung,
die für die rechtzeitige und re.tlO.e Erfassung der durch Gefrieren frischzuhaltenden
\ahrungs- und Genußmittel niiverziiglicli nach ihrem Anfall, Ernte, Fang usw.. besonders
wesentlich ist.
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\hinche Gutarten werden vorteilhaft unverpackt in losen Stapeln o.
dgl. gefroren, währen(1 andere Gutarten das nicht zulassen, son-(lern in tunhüllten
und fest gepreßten Paketen gefroren werden müssen. Der Gegenstand der 1?rtin(Inn"
eignet sich für die Behandlung beider Gutarten und kann mit seiner Gestaltung leicht
den verschiedenartigsten Anforderungen angepaßt werden.
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(n (leg Zeichnung sind mehrere Ausführungsbeispiele durch Schnitte
in einfachen Linien veranschaulicht. Es zeigt t eine Gefriervorrichtung liegender
.\illlr(lntln:r finit mehreren ummantelten U:ichern ini Gefrierrauen, I# ig. .a
eilte Vorrichtung liegender Anordnull- finit einem fächerlosen Gefrierraum.
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I#'3 3 eine Vorrichtung stehender :\ilordlnnlg nlit mehreren Gutaufnahineabteilungen,
1#i".4 die@ell>e I3auforin in lie;geiider .-\iiordnung, Fig. 5 eine Vorrichtung
mit einer Vielzahl ummantelter Gutfächer.
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Bei allen Beispielen ist das den Luftumlauf herbeiführende Gebläse
(Lüfter) an einem Ende der Vorrichtung vorgesehen. Wenn örtliche Verhältnisse es
verlangen, kann man das Gebläse abweichend anordnen.
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Das Außengehäuse i hat ein inneres Wärmeschutzkleid 2 oder statt dessen
bz%v. gleichzeitig ein äußeres Wärmeschutzkleid. Gemäß Fig. i ist im Gehäuse i-2
am einen Ende ein Luftkühlraum mit einem aus beispielsweise waagerecht übereinanderliegenden
Kühltaschen 3 zusammengesetzten Wärmeaustauscher vorgesehen, an den sich der gesonderte
Gefrier- oder Gutraum 4. anschließt. Beide Räume liegen auf gleicher Achse und sind
oben und unten durch je eine Begrenzungs- oder Führungswand 5' und 5" abgeschlossen,
die am Ende des Gefrierraumes einwärts gebogen sind. Durch die so verengte öffnung
saugt das von einem Motor 6 getriebene Gebläse 7 die Luft aus dem Gutraum 4 ab,
um sie auf der Außenseite der Wände 5', 5" zum Wärmeaustauscher 3 zurückzutreiben.
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Im Innern des Gefrierraumes 4 sind nielirere ummantelte Gutfächer
8 angedeutet, die nach Form und Anordnung den Kühltaschen 3 entsprechen, so daß
an beiden Wärmeaustauschstellen die Luft in Form dünner breiter Bänder strömt. An
der Übergangsstelle vom Luftkühlraum zum Gefrierraum ist ein im Vergleich zum Gefrierraum
schmaler und von Einbauten vollständig freier Zwischenraum vorgesehen. In einer
oder beiden parallel zur Zeichenebene vor und hinter ihr liegenden Gehäusewänden
i-2 kann eine oder je eine Tür für die Fächer S angebracht sein.
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Im obersten Gutfach 8 ist eine Beschickung mit Paketen angedeutet,
jedoch eignet die Vorrichtung sich auch für lose geschichtetes Gefriergut. Wenn
die Beschickungstür oder -türen zum Be- und Entladen nur das Innere der Fächer S
freilegen, können der Wärme-<nistauscher 3 und das Gebläse 7 dauernd in Tätigkeit
sein. Mit einfachen Hilfsvorrichtungen z. 13. zu den Böden der Fächer passenden
fahrbaren \Iehrplattentisclien, läßt sich ein rasches Ent- und Beladen ermöglichen.
Bei je einer Tür in der Gehätisevorder- und -rückwand kann man beispielsweise die
fertige Beschickung mittels der bereitstellenden neuen Beschickung lierausschieben.
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Das Beispiel nach Fig. = stinllnt in seinem Gesanitautbati finit dem
flach Fig. i überein, denn ein Unterschied besteht lediglich darin, daß der Gefrierraum
4 keine fest eillgehauten I':icher 4 aufweist, sondern nur oben und unten durch
die beiden \\' :iil(le @', ;" sowie vorn und hinten durch die \\'ände (res
Gehäuses
1-2 abgeschlossen ist. I'sr enthält (las Gut in aufeinander gestapelten oben offenen
Schalen 9, deren Foren sich all die Form der Iü:ihltaschen 3 und der Fächer S anlehnt,
und die an ihrer Unterseite spaltbildende A11-standleisten (j tragen.
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Die Kaltluft strömt all den ",clialeiihödeii entlang und kann außerdem
die Oberseite (res Gutes unmittelbar bestreichen. Die Gehä usevorder- und -rückwand
besitzen je eine Tür. durch die mittels zweier Einplattentische ein neuer Stapel
eingefahren und zugleich der fertige Stapel leerausgerollt werden kann. Bei der
gezeichneten liegenden Anordnung eignet dieses Beispiel sich für lose geschichtetes
Gut und für Preßpakete.
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Ein Beispiel mit stellender Anordnung ist in Fig. 3 gezeigt. Um die
Gefrierzeit weiterhin abzukürzen. kann in Weiterbildung der Erfindung der ebene
Teil der Begrenzungswände in je einer sich über den Gefrierraulli erstreckenden
Kühltasche oder in je einer sich über den Luftkühlraum 3 und den Gefrierraum 4.
erstreckenden Kühltasche iö und iö' bestellen. Der Gutraum hat dann keine fest eingebauten
ummantelten Fächer, sondern wird bei liegender Anordnung dieses Beispiels vorzugsweise
finit Schalenstapeln o ausgerüstet.
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Die Ausführungsform mit zwei Kühltaschen als Grenzwände und ohne ummantelte
Fächer kann gemäß Fig. 3 dadurch weiterentwickelt sein, daß zwischen den Kühltaschen
iö , io" mittels weiterer beispielsweise durchgellender Kühltaschen i i mehrere
Gutaufnahmeabteilungen 12 geschaffen sind. die am Luftaustrittsende durch Gitter
oder Roste 13 o. dgl. abgeschlossen sein können. In der ersten Abteilung (links)
sind Preßpakete als Gefriergut angedeutet, und zwar auf einem fahrbaren leichten
Gestell mit dünnen lotrechtere Abstaildleisten, durch die zwischen den beiden Paketstapeln
ein Spalt für den Durchtluß der Kaltluft gesichert wird. Die Pakete liegen außen
an de 1i Kühltaschen iö und ii an. Auch lose geschichtetes Gut läßt sich in der
Vorrichtung gefrieren.
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Fig. 4. zeigt das Beispiel nach Fig. 3 in liegender Anordnung mit
dem einzigen Unterschied, daß die von den Kühltaschen io' und iö' gebildeten Grenz-
oder Führungswände versteift. beispielsweise mittels am Gefriergehäuse i-2 befestigter
Rippen 14' und i.I" regen Durchbiegung nach aullen abgestützt sind, um ein besonderes
Gefrierverfahren für in Paketform geprelltes Gut durchführen zu können.
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jede voll zwei Kühltaschen i o' bzw. ii eingeschlossene Abteilung
12 wird mit zwei Gutschichten 1;'. I j5" und mit einem zwischengelegten l.uftl;isseii1(i
beschickt. `find alle Ältteilutl,ell beladen, so lllällt tnall die Luftkissen gleichzeitig
mit Druckluft auf und prellt mittels derselben (las t iut 15 w't111'ell(I
de.,; Gefriergins gegen die hüliltaschen io' bzw. i i. Zwischen je zwei Paketreihen
kann lnan dabei je einen Kanal für den Durchfluß der Kaltluft freilassen, Ader lnan
bildet die für die Festigkeit und (las Formhalten der Luftkisseli ohnehin nötigen
Nähte so aus, daß dadurch Lüligskanäle für die Luft entstehen.
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Das Gefrieren von Gutpaketen mit Anpressen derselben an die Kühlflächen
ist an sich bekannt. wird jedoch bis jetzt unmittelbar in einem Platteliwärmeaustauscher
ohne gesonderten Gutaufliahmeraum vorgenommen. Wie man bei Röhrenwärmeaustauschern
das Gefrier-ut auf Blechen zwischen die Rohre schiebt. I)rill,t lnan bei dem bekannten
trefrieren finit Preßdruck die Pakete zwischen zwei Kühltaschen. die nicht ortsfest.
sondern lieb- und senkbar sowie durch Schläuche mit der Kälteerzeugungsanlage verbunden
sind. Man vergrößert den Abstand der Kühltaschen, schiebt zwischen je zwei Taschen
eine Lage Gutpakete, preßt mittels einer Presse (las Ganze zusammen und nimmt darauf
das Gefrieren vor. Das Verfahren bringt zwar einen großen Durchsatz. aber gegen
die Schlauchverbindungeil der Kühltaschen bestehen erhebliche Bedenken. Durch etwaige
Undichtigkeiten geht ein beachtlicher Teil des Kühlmittels verloren, und es entstehen
gegebenenfalls längere Betriebsunterbrechungen, die bei unverzüglich zu gefrierendem
Gut beträchtlichen Schaden verursachen können.
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Der Gegenstand der Erfindung besitzt demgegenüber ausschließlich ortsfeste
Kühltaschen, finit denen die Gefahr voll lletriebsunterbrechuligen nicht verbunden
ist. Ein Preßluftverlust infolge Undichtheit eines Luftbeutels oder seiner Schläuche
ist bedeutungslos. Hierzu kommt, (laß hei der neuen Arbeitsweise der mittels des
Preßdruckes erhöhte Wärmeaustausch durch .Leitung finit crem Wärmeaustausch durch
die sehr rasch bewegte Kaltluft zusammenwirkt und die Leistung nochmals steigert.
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Die Beispiele nach Fig. i bis .I eignen sich ohne weiteres zur Ausbildung
als fahrbare Gefriervorrichtungen. Eine Vorrichtung abweichender :\.r1 ist in Fig.
j dargestellt. Der wegen seiner Größe in zwei oder mehr Kühlt:tsclieilgruppell 3'
und 3" unterteilte Wärmeaustauscher ist atis lotrecht nebeneinanderstehenden
"laschen zusaniniengesetzt, und die Achsenrichtung (res oben wieder voll einer I#
üln-ungsivand ;, dagegen unten vom Ge-Ilatisell0den i'-2' llegrellztr11 Gefrierraumes
4. ist waal-erecht.
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1)(#1- Wärlneaustausc leer 3'-3" stellt ill eine"' durch eill(# @t111@e
1; begrenzten Gehüuse-
Schacht 1S, neben dem eine Vielzahl von wactgerecliten
Gutfächern 8 gleicher oder ungleicher Größe 8 und S' in mehreren loti-ecliten Reiben
vorzugsweise derart angeordiiet ist, daß die Fächer der einen Reihe auf den Lücken
der Fächer der Nachbarreihen sitzen. In der Zeichnung sind von der Kalt-Itift umspülte
ummantelte Fächer angedeutet, jedoch kann man statt ihrer auch zur Aufnahnie von
Schalen bzw. Schalenstapeln geeignete li-ihge o. dgl. vorsehen, durch deren Uurchbrechungen
die Kaltluft unmittelbar zum Gut gelangt.
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Das Gebläse oder der Lüfter 7 drückt die Luft durch den Wärmeaustauscher
3'-3" in den Gefrierraum .4 hinein und saugt sie von dein entgegengesetzten Ende
des Gefrierraumes wieder ab. Die ebenen Strecken der Führungswand 5 und der Zunge
17 können aus Kühltaschen bestehen. Das gestrichelte Liniennetz im Gefrierraum 4
veranschaulicht keine Apparatteile, sondern bedeutet, daß die Gutfächer 8, S' einzeln
oder bzw. und gruppenweise durch je eine verschließbare Tür abgeschlossen sind.
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Das Beispiel zeigt eine Zentralgefriervorrichtung, deren Gefrierschließfächer,
ähnlich den Kühlzellen der Kühlhäuser, an Gewerbetreibende vermietet werden. Die
Schließfächer sind im Gefrierraum 4 nicht durch Wände voneinander getrennt, sondern
die 'Trennung geschieht nur durch die an der Vorderwand des Gehäuses 1-2 sitzenden
Versclilußtüren. Die Rückwand wird in der l-',egel keine Türen erhalten, zumal man
solche Vorrichtungen z: B. paarweise Rücken an Rücken senkrecht zu einer Gebäudewand,
die Wärmeaustauscher dieser Wand zugekehrt und mit freien Gängen für die Benutzer
der Schließfächer, aufstellen wird.
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I)ic Gefrierschließfächer können sowohl zum Gefrieren wie auch zum
Gefrorenhalten von Gut benutzt werden. Dabei besteht die \1<igliclikeit, Schließfachschränke
mit ungleichen Kaltlufttemperaturen zu einer Anlage zu vereinigen. Für tiefste Lufttemperaturen
kaue mau nötigenfalls den Wärmeaustauscher eines oder mehrerer Schränke mit verdampfender
Kälteflüssigkeit betreiben, während man für die übrigen Schränke Solebetrieb wählt.
I )urcli Parallel- und Reihenschaltung sowie 1ciuisclite Schaltung der Soleleitungen
lassen @lie Kaltluftteinperaturen sich nach Erforderins %-()n Schrank zu Schrank
abstufen.