DE2354597A1

DE2354597A1 - Verfahren und vorrichtung zum kuehlen von gegenstaenden durch inkontaktbringen dieser gegenstaende mit tieftemperaturgas

Info

Publication number: DE2354597A1
Application number: DE19732354597
Authority: DE
Inventors: Nobuhiko Dipl Ing Okada; Shunroku Dipl Ing Yamashita
Original assignee: Osaka Gas Co Ltd; Teikoku Sanso KK
Current assignee: Osaka Gas Co Ltd; Teikoku Sanso KK
Priority date: 1972-10-31
Filing date: 1973-10-31
Publication date: 1974-05-09
Also published as: GB1452082A; DE2354597C2; FR2204787B1; US3952540A; CA993210A; FR2204787A1

Description

2354597 Patentanwalt DipL-Phys. Gerhard Liedl 8 München 22 Steinsdorf str. 21-22 Tel. 29 84

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OSAKA GAS KABUSHIKI KAISHA

und
TEKOKU SANSO KABUSHIKI KAISHA

Verfahren und Vorrichtung zum Kühlen von Gegenständen durch Inkontaktbringen dieser Gegenstände mit Tieftemperaturgas

Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zum Kühlen von Gegenständen durch Inkontaktbringen dieser Gegenstände mit Tieftemperaturgas. Hierbei wird der Vorgang des Gefrierens ebenfalls als Kühlen bezeichnet.

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Solch ein Verfahren und solch eine Vorrichtung zum Kühlen werden weithin für unterschiedliche Zwecke angewendet, um beispielsweise Lebensmittel haltbar zu machen, plastische Substanzen.wie Gummi, zu härten, Kunststoffe u.dgl. zu pulverisieren und um Metalle bei Wärmebehandlungsverfahren zu kühlen.

Ein bekanntes Verfahren sowie eine Vorrichtung der obenerwähnten Art, die schon vorgeschlagen oder auch angewendet wurden, lassen sich folgendermaßen beschreiben. So läßt man Tieftemperaturgas weitgehend parallel und in einer zur Transportrichtung der Gegenstände umgekehrten Richtung strömen oder man läßt Tief temperaturgas über den Vorschubweg der Gegenstände mehrere Male strömen, wobei gleichzeitig die Kontaktbzw. Kreuzungsstelle zwischen Gas und Gegenständen langsam in einer zur Vorschubrichtung der Gegenstände umgekehrten Richtung bewegt wird. Hiermit können jedoch nicht gleichzeitig zwei Forderungen dahingehend erfüllt werden, daß einerseits der Transportweg der Gegenstände verkürzt wird und andererseits die Kühlenergie des Tieftemperaturgases, die pro Wärmeeinheit außerordentlich hohe Kosten aufweist, in vollem Umfang ausgenutzt wird.

Das heißt, beim Kühlen, das durch Inkontaktbringen von Gegenständen mit Tieftemperaturgaa erzielt· wird, ist die Wärmeübertragung durch Konvektion am wirksamsten, wobei bei der Wärmeübertragung durch Konvektion das Kühlen von Gegenständen mittels Tieftemperaturgas durch das Ausmaß des Wärmeübergangs bzw. durch den Wärmedurchgangssatz; und durch den Berührungsz. Itraum beeinflußt wird, wenn die Temperaturdiiferenz zwischen beiden eine unterschiedliche Temperatur aufweisenden Medien konstant ist. Der Wärmedurchgangssatz bzw. die Metige der übertragenen Wärme wird durch die Relativgeschwindigkeit zwischen den Gegenständen und dem Tieftemperaturgas beeinflußt, was bedeutet, daß der Warmedurchgangssatz

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umso größer ist, je größer die Kelativgeschwlndigkeit ist, und daß außerdem die übertragene Wärme umso größer ist, je langer das Berührongszeitintervall Ist. -

Wenn demgemäß zur Vergrößerung der zwischen den Gegenständen und dem Tieftemperaturgas übertragenen Wärme die Eelatl'-geschwindigkeit der zwischen den Gegenständen und dem Tieftemperaturgas vergrößert und das Zeitintervall des Inkontaktb ringe ns der Gegenstände mit dem Tieftemperaturgas verlängert werden soll, muß auch die Länge des Transportweges der Gegenstände vergrößert werden, was eine Vergrößerung der Vorrichtung und eine Erhöhung deren Kosten zwangsläufig zur Folge hat. Wenn andererseits die Länge des Transportweges der Gegenstände verkleinert wird, wird auch die Wirksamkeit der Anwendung der Kühlenergie des Tieftemperaturgases verringert, und es muß KühleDergie, die pro Wärmeeinheit hohe Kosten aufweist, verbraucht werden.

Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile zu beseitigen und ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zu schaffen;, mittels dem es möglich ist, Gegenstände wirtschaftlich zu Mihles HEd den Wirkungsgrad der Anwendung der Kühlenergie des Tieftemperaturgases zu steigern.

Die Merkmale der zur Lösung dieser Aufgabe geschaffenen Erfindung ergeben sich aus den. Ansprüchen.

Erfindungsgemäß zeichnet sieh das geschaffene Verfahren zum Kühlen von Gegenständen durch Inkontaktbringen dieser Gegenstände mit Tieftemperaturgas dadurch aus, daß die längs des Vorschubweges angeordneten Gegenstände intermittierend vorwärtsbewegt werden, daß die Gegenstände auf dem Transportweg in verteiltem Zustand in wenigstens einem Kühlraum

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und in wenigstens einem Vorkühlraum, der in Bezug auf den Kühlraum in einer zur Vorschub richtung umgekehrten Richtung angeordnet ist, eingeführt werden, wobei wenigstens die Vorwärtsbewegung der Gegenstände stillgesetzt ist, daß Tieftemperaturgas in den Kühlraum eingeführt wird, daß Tieftemperaturgas im Innern des Kühlraums in den Vorkühlraum eingeleitet wird und daß das Gas zwangsweise im Innern jedes der zur Kühlung bzw. Vorkühlung dienenden Räume in Umlauf gesetzt wird.

Die erfindungsgemäß geschaffene Vorrichtung zum Kühlen von Gegenständen durch Inkontaktbringen dieser Gegenstände mit Tieftemperaturgas zeichnet sich aus durch eine Fördereinrichtung zum intermittierenden Vorwärtsbewegen der längs des Vorschubweges angeordneten Gegenstände, durch eine Einrichtung zur Bildung wenigstens eines Kühlraums und wenigstens eines Vorkühlraums, der in Bezug auf den Kühlraum in einer zur Vorschubrichtung der Gegenstände umgekehrten Richtung angeordnet ist, wobei der Kühlraum und der Vorkühlraum die in verteiltem Zustand befindlichen Gegenstände, die auf der Fördereinrichtung in Richtung des Vorschubweges angeordnet sind, aufnehmen und hierbei wenigstens die Fördereinrichtung stillgesetzt ist, durch eine Einrichtung zur Zufuhr von Tieftemperaturgas in wenigstens den Kühlraum, durch eine Leitung zur Zufuhr des Tieftemperaturgases in den Vorkühlraum und durch eine Einrichtung zum zwangsweisen Zirkulieren des Gases innerhalb jeder der zur Kühlung bzw. Vorkühlung dienenden Räume.

Dies bedeutet mit anderen Worten, daß sich das Verfahren und die Vorrichtung gemäß der Erfindung dadurch auszeichnen, daß Gegenstände intermittierend vorwärtsbewegt werden, daß die Gegenstände in verteiltem Zustand vom Kühlraum und vom Vorkühlraum aufgenommen werden, wobei der Vorschub der Gegenstände stillgesetzt ist, daß das Tieftemperaturgas zwangsweise im Innern jedes der Räume in Umlauf versetzt wird

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und daß das Tieftemperaturgas vom Kühlraum in den Vorkühlraum geleitet wird.

Das bedeutet, daß durch den Zwangsumlauf des Tieftemperaturgases innerhalb jedem der genannten Räume die Menge der zwischen den Gegenständen und dem Tieftemperaturgas übertragenen Wärme vergrößert werden kann. Da das Tieftemperaturgas im Innern jedes der Räume zirkuliert wird, kann der Kontaktzeitraum zwischen den Gegenständen und dem Tieftemperaturgas im Vergleich zur Länge des Transportweges der Gegenstände verlängert werden. Gleichzeitig kann auch die Relativgeschwindigkeit zwischen den Gegenständen und dem Tieftemperaturgas vergrößert werden, wodurch mit der Erfindung auf vorteilhafte Weise zur gleichen Zeit beide Forderungen dahingehend erfüllt werden, daß der Transportweg der Gegen-, stände verkürzt und die Kühlenergie des Tieftemperaturgases soweit wie möglich ausgenutzt wird.

Damit lassen sich sowohl eine Steigerung des Ausnutzungsgrades der teuren Kühlenergie als auch hinsichtlich der Vorrichtung eine Kostensenkung, die in der industriellen Anwendung an sich erwünscht ist, gleichzeitig erzielen.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Diese zeigt in:

Fig. 1 eine erste Ausführungsform der Erfindung, teilweise aufgebrochen in Draufsicht und

Fig. 2 im Schnitt gemäß Linie ΪΙ-ΙΙ in Fig. 1;

Fig. 3 im Längsschnitt eine zweite Ausführungsform der Erfindung;

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Fig. 4 eine dritte Ausführungsform der Erfindung, teilweise aufgeschnitten in Draufsicht und

Fig. 5 im Schnitt gemäß Linie V-V in Fig. 4;

Fig. 6 perspektivisch einen Auffangbehälter und

Fig. 7 im Längsschnitt eine vierte Ausführungsform der Erfindung.

Bei der aus Fig. 1 und 2 ersichtlichen ersten Ausführungsform ist ein ringförmiger Kettenförderer 2 im Innern eines Gehäuses 1 angeordnet, das isolierende Wände besitzt. Diese bestehen aus einem Metallgehäuse, das beispielsweise mit geschäumten Styrölteilchen gefüllt ist. Der Kettenförderer 2 ist an vier Kettenrädern 4 abgestützt, die jeweils paarweise an zwei Drehwellen 3, die parallel zueinander am Gehäuse 1 angelenkt bzw. gelagert sind, angeordnet sind. Wenigstens eine der beiden Drehwellen 3 ist vorzugsweise intermittierend angetrieben, damit sie sich in einem weitgehend regelmäßigen Zeitintervall über einen bestimmten Winkel hinweg dreht, wobei die betreffende Weile mit einer Antriebseinrichtung, wie beispielsweise mit einem Elektromotor verbunden ist, der eine Programmsteuereinheit besitzt. Der Kettenförderer 2 weist zur Lagerung der zu kühlenden Gegenstände eine Vielzahl von Platten 5 auf, die etwa senkrecht zur Oberfläche des Kettenförderers 2 verlaufen und zwischen sich weitgehend gleich große Abstände aufweisen. Durch jede Drehung der Drehwelle 3 wird der Kettenförderer 2 um eine Strecke vorwärtsbewegt, die entweder dem einfachen oder dem doppelten Abstand zwischen den Platten 5 entspricht. Jede Platte 5 wird derart bewegt, daß ihre vordere Stirnkante sich einerseits aufrichtet und sich andererseits der Innenwandfläche des oberen Teils des Gehäuses 1 annähert, wodurch der Raum zwischen dem oberen Teil des Kettenförderers 2 und der

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oberen Wandfläche des Gehäuses 1 in der Transportrichtung der Gegenstände unterteilt wird. Der oberseitig angeordnete Teil des Kettenförderers 2 ist mit Führungsschienen 6 ausgestattet, um eine sich ansonsten aufgrund des Gewichtes der Gegenstände o. dgl. ergebende Durchbiegung zu verhindern.

Die Gegenstände werden auf den Kettenförderer 2 durch einen am einen Ende des Gehäuses 1 vorgesehenen Einlaß 7 eingegeben, in verteiltem Zustand in jedem der kleinen, durch jeweils zwei Platten 5 gebildeten Zwischenräume vorwärtstransportiert und durch einen am anderen Ende des Gehäuses 1 vorgesehenen Auslaß 8 ausgetragen.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich, sind die beiden Seitemvandteile 9, 10 des . Gehäuses 1, die dem Raum zwischen dem oberen Teil des Kettenförderers 2 und der oberen Innenfläche des Gehäuses 1 zugekehrt sind, nach außen versetzt. In den beiden freien Räumen, die hierdurch im Innern des Gehäuses 1 durch die nach außen versetzten Wandteile 9, 10 geschaffen sind, sind fünf erste Trennplatten 11 in einem Abstand voneinander vorgesehen, der etwa dem zweifachen Abstand der Platten 5 voneinander entspricht. Hierdurch sind die beiden erwähnten, durch die nach außen versetzten Wandteile 9, 10 geschaffenen freien Bäume durch die ersten Trennplatten 11 jeweils in Transportrichtung der Gegenstände in vier Räume unterteilt. Im Innern der beiden freien Räume sind außerdem vier zweite Trennplatten 12 vorgesehen, die etwa in der Mitte zwischen zwei einander benachbarten ersten Trennplatten 11 angeordnet sind. Hierdurch wird ein Zwischenraum zwischen einer Seitenkante der zweiten Trennplatte 12 und der Innenfläche des nach außen versetzten Wandteils oder 10 geschaffen. Drei der fünf ersten Trennplatten 11 besitzen auf einer Seite jeweils eine Öffnung 13, der zur Regulierung der Öffnungsfläche jeweils eine Drehklappe 14 zugeordnet ist. Im freien Raum ist

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außerdem an der einen Seite in jedem Baum, der durch die ersten Trennplatten 11 unterteilt ist, ein elektrisches Gebläse 15 vorgesehen.

Wie aus Fig. 2 ersichtlich, bei der der Kettenförderer stillgesetzt ist, liegt jede der Platten 5 etwa In einer Ebene In Bezug auf die entsprechende erste Trennplatte 11 und außerdem in Bezug auf die entsprechende zweite Trennplatte 12. Hierdurch sind vier begrenzte Bäume 16,17,18,19 gebildet, die !zusammen mit den Platten 5 und den ersten Trennplatten 11 In der Transportrichtung der Gegenstände liegen and von denen jeweils zwei benachbarte Bäume über die Öffnung 13 miteinander in Verbindung stehen. Von den vier begrenzten Bäumen Ist der Kühlraum 19, der In Bezug auf die Transportrichtung an hinterster Stelle angeordnet ist, mit einer an eine Leitung 20 angeschlossenen Hauptdüse 21 versehen, um beispielsweise verflüssigtes Tieftemperaturgas, wie flüssigen Stickstoff, oder Tieftemperaturstickstoff, der durch Verdampfen yon verflüssigtem Tleftemperaturstickstoffgas erzeugt wurde, oder ein gasförmiges Medium, wie beispielsweise Luft, die mit irgendeinem Kühlmedium gekühlt worden ist, einleiten zu können. Hierdurch wird das Tieftemperaturgas in den Kühlraum 19 eingeleitet, während das Gas innerhalb des Kühlraums 19 nacheinander durch die jeweilige Öffnung 13 in die drei Vorktihlräume 18,17,16 geleitet wird, die dem Einlaß 7 näher liegen als der Kühlraum Durch die Wirkung der elektrischen Gebläse 15 wird das Tieftemperaturgas im Innern des Kühlraums 19 sowie der Vorkühlräume 16,17,18 zwangsweise in Umlauf gesetzt, wie anhand der gestrichelten Pfeile aas Fig. 1 ersichtlich. Die Menge des pro Zeiteinheit durch die Hauptdüse 21 geleiteten Tieftemperaturgases wird mittels eines Steuerventils 22 geregelt, das in der Tieftemperaturgaszufuhrleitung 20 vorgesehen ist. Hierbei erfolgt die Regelung entsprechend dem Volumen, das sich durch Subtraktion des Volumens der Gegenstände von dem Raumvolumen jedes der begrenzten Bäume ergibt. Hiermit wird das Volumen innerhalb des begrenzten

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Raumes gemeint. Hierdurch kann nun das Tieftemperaturgas in den nächsten begrenzten Baum geleitet werden, nachdem es vorher jeweils in jedem der begrenzten Bäume eine solche Zeit verblieben ist, die für- das Tieftemperaturgas zur Wärmeübertragung erforderlich ist. Demgemäß wird das Tieftemperaturgas erst nach mehreren Umläufen im Innern eines begrenzten Baumes in den nächsten begrenzten Raum geleitet, wodurch sich eine Verkleinerung der Vorrichtung und eine Verbesserung des Ausnutzungsfaktors der Kühlenergie des, Tieftemperaturgases erzielen läßt, da die Gegenstände mit dem Tieftemperaturgas im Zustand einer zwischen ihnen gegebenen Relativgeschwindigkeit in Berührung gebracht werden, die im Vergleich zur Länge des Transportweges der Gegenstände groß ist. Das Tieftemperaturgas wird dann durch einen Auslaß 23 von dem dem Einlaß 7 am nächsten gelegenen Kühlraum 16 aus dem Gehäuse 1 ausgetragen. Die Temperatur des Kühlraums 19 sowie jeder der Vorkühlräume 16,17,18 wird entsprechend den zu kühlenden Gegenständen und entsprechend der durchzuführenden Kühlung eingestellt, wobei beispielsweise die Temperatur innerhalb des Kühlraums 19 auf -180°C eingestellt wird und die Temperatur der Vorkühlräume 18,17,16, in der Reihenfolge vom Kühlraum 19 her gesehen, jeweils weitgehend konstant auf -140 C, -100 C und -50°C gehalten wird. Mit dieser Temperatur wird auf die Menge des von der Hauptdüse 1 zugeführten Tieftemperaturgases die Offnungsfläche jeder Klappe 14, die Menge des Tieftemperaturgases, das von einer im Vorkühlraum 18 vorgesehenen Hilfsdüse 24 zugeführt wird, die Kühlwirkung eines Hilfskühle rs 25 für die Vorkühlräume 16,17 usw. gesteuert.

Der Hilfskühler 25 weist ein Rohr, um Kühlmedium, wie beispielsweise Freon u.dgl., durchzuleiten, sowie am Rohr befestigte Lamellen auf. Hierdurch kann beim Gas innerhalb der dem Einlaß 7 näher gelegenen Vorkühlräume 16,17 eine Kühlung durchgeführt werden, ohne daß teures, verflüssigtes Tieftemperaturgas verwendet werden muß. Auf diese Weise können die laufenden Kosten verringert werden, indem ein Kühler verwendet wird,

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der dadurch eine indirekte Kühlfunktion aufweist, daß ein üblicherweise bei Kühlern u.dgl. verwendetes Kühlmedium angewendet wird. Es ist selbstverständlich auch möglich, die Hilfsdüse 24 für den Vorkühlraum und den Hilfskühler 25 für die Vorkühlräume 16,17 wegzulassen.

Wenn der intermittierende Vorschub des Kettenförderers 2 stillgesetzt worden ist, wird vorzugsweise jedes der elektrischen Gebläse 15 automatisch betätigt und gleichzeitig wird von der Düse 21 Tieftemperaturgas in den Kühlraum 19 eingeleitet; das Tieftemperaturgas wird sodann vom Kühlraum 19 nacheinander ia die Vorkühlräume 18,17,16 eingeleitet. Die Temperatur des Gases innerhalb des Kühlraums 19 sowie innerhalb der Vorkühlräume 16,17_S18 wird vorzugsweise automatisch gemessen. Wenn die gemessene Temperatur eisien voreingestellten Wert erreicht und wenn eine vorbestimmte Zeit verstrichen ist, werden die elektrischen Gebläse automatisch stillgesetzt, gleichzeitig wird die Hauptdüse 21 geschlossen und der Kettenförderer 2 angetrieben, wodurch die Gegenstände nacheinander in die begrenzten Räume mit dem jeweils tieferen Temperaturen eingeleitet werden. Nachdem sie auf eine voreingestellte Temperatur abgekühlt worden sind, werden sie aus dem Auslaß 8 ausgetragen.

Die aus Fig. 3 ersichtliche Ausführungsform 2 ergibt sich dadurch, daß die Platten 5 gemäß Ausführungsform 1 weggelassen wurden und ein Wandteil vorgesehen wurde, das aus dem Gehäuse 1 an dessen oberer Wand nach außen heraus versetzt ist. Gleichzeitig ist ein Trennglied 33 vorgesehen, das mittels zweier hydraulischer Druckzylinder 32 hebbar und senkbar ist.

Das Trennglied 33 weist eine obere Wand -34 auf, die in ihrer Breite etwa derjenigen des Kettenförderers 2 entspricht und sich auch etwa parallel hierzu erstreckt. Das Trennglied 33 weist außerdem eine Vielzahl von vertikalen Wänden 35 auf, die an der Unterseite der oberen Wand 34 des

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Trefingliedes 33 vorgesehen sind und sich von dort aus vertikal nach unten erstrecken. Die Abstände zwischen den senkrechten Wänden 35 entsprechen etwa denjenigen zwischen den Platten 5 der Ausführungsform Wenn das Trennglied 33 In der oberen hochgezogenen Stellung angeordnet ist, sind die Vertikalwände 35 ins Innere des nach außen versetzten oberen Wandteils 31 zurückgezogen und behindern nicht den Vorschub der Gegenstände. Wenn das Trennglied 33 demgegenüber in seiner abgesenkten tieferen Stellung angeordnet ist, erfüllen die Vertikalwände 35 die gleiche Funktion wie die Platten 5 der Ausführungsform 1, weswegen hierdurch vier begrenzte Räume 16-19 gebildet werden. Mit dieser Ausbildung ist es möglich, den freien Raum im unteren Teil des Gehäuses 1 kleiner zu machen, weswegen auch die Menge des jeweils im unteren Teil verbleibenden Tieftemperaturgases verringert und der Verbrauch an Tieftemperaturgas außerdem reduziert werden kann.

Bei der aus Fig. 4, 5 und 6 ersichtlichen Ausführungsform 3 ist ein Gehäuse 42, das einen querschnittiich rechtwinkligen Tunnel bildet und Isolierungswände aufweist, auf einer Basis 43 installiert. Vom Einlaß 44 am einen Ende des Gehäuses 42 bis zum Auslaß 45 am anderen Ende des Gehäuses 42 sind drei Paare von Führungsächienen 46,47,48 etwa horizontal verlegt. Das erste Führungsschienenpaar 46 ist im unteren Teil des Tunnels 41 angeordnet, das zweite Führungsschienenpaar 47 ist in einer Höhe angeordnet, die etwa einem Drittel der Innenhöhe des Tunnels 41 von unten her gesehen entspricht, und das dritte Führungsschienenpaar ist in etwa zwei Drittel der Tunnelhöhe, von unten her gesehen, angeordnet. An der Seite des Einlasses 44 ist ein hydraulischer Stößel 50 vorgesehen, der durch zwei Führungsschienen 49 gehalten und seitlich in seiner Stellung In Bezug auf den Tunnel 41 längs der Führungsschiene 49 verstellbar ist. Wenn der Stößel 50 näher zur Seite des Einlasses 44 bewegt wird, wird eine Vielzahl von Behältern 51, die Gegenstände enthalten, durch den

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Einlaß 44 hindurch auf das erste der drei FÜhrüagsschineopaare 46,47,48 geleitet. Die Behälter 51 sind vertikal in drei Stufen innerhalb des Tunnels 41 angeordnet. Der Behälter 51 besteht hierbei, wie aus Fig. 6 ersichtlich, aus einer Bodenplatte 52 mit kleinen Löchern, aus Seitenplatten 53, die an den Vorder- und Bückseiten in Bezug auf die Träneportrichtung der Artikel innerhalb des Tunnels 41 angeordnet sind, und aus Dichtgliedern 54, die an den unteren Enden der beiden Seitenplatten 53 angeordnet sind. Die Bodenplatte 52 ragt zu beiden Seiten der Seitenplatten 53 hinaus, wobei dies herausragende Teil der Bodenplatte 52 jeweils auf den Führungsschienenpaaren 46,47,48 ruht. Die vertikal auf drei Stufen angeordneten Behälter 51 werden gleichzeitig durch den etwa in der Mitte des Einlasses 44 angeordneten Stößel 50 in den Tunnel 41 gestoßen. Die Behälter 51 werden nacheinander und Intermittierend durch das Innere des Tunnels 41 zum Auslaß 45 hin vorwärtsbewegt, wobei sie aneinander anstoßen. Mit einem Hub des Stößels 50 werden die Behälter 51 eine Strecke vorwärtsbewegt, die entweder dem einfachen oder doppelten Abstand zwischen den beiden Seitenplatten 53 eines Behälters entspricht. Es ist hierbei selbstverständlich möglich, für jeden Behälter 51 lediglich eine einzige Seitenplatte 53 vorzusehen und außerdem die Anzahl der in Stufen übereinander angeordneten Behälter 51 zu variieren.

Wie aus Fig. 4 ersichtlich, sind zwischen der Innenfläche beider Seltenwände des Gehäuses 1 und den Führungsschienenpaaren 46,47,48 Zwischenräume gebildet. In den Zwischenräumen zu beiden Seiten sind jeweils vier erste Trennwände 55 vorgesehen, deren Abstände untereinander etwa dem doppelten Abstand zwischen zwei Seitenplatten 53 eines Behälters 51 entspricht. Hierdurch sind die Zwischenräume zu beiden Seiten in Richtung des Vorschubweges der Gegenstände in jeweils fünf Abschnitte unterteilt. In dem an einer Seite vorgesehenen Zwischenraum sind außerdem fünf zweite Trennplatten 56 vorgesehen, die jeweils in der Mitte zwischen

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zwei ersten Trennplatten 55 angeordnet sind. Hierdurch sind außerdem Zwischenräume zwischen der jeweils einen Seitenkante der zweiten Trennplatte 56 und der Innenfläche der Seitenwand des Gehäuses 42 gebildet. Diejenigen zwei der fünf ersten Trennplatten 55, die näher am Einlaß angeordnet sind, besitzen im Zwischenraum der einen Seite Öffnungen 57, denen Schiebeklappen 58 zum Regulieren des jeweils geöffneten Flächenbereiches zugeordnet sind, Im Zwischenraum der einen Seite sind außerdem elektrische Gebläse 59 angeordnet, und zwar jeweils in jedem zweiten durch eine Trennplatte 56 und 57 gebildeten Zwischenraum,,

Wie aus Fig. 5 ersichtlich, ist außerdem eine als Luftvorhang für den Einlaß 44 dienende Vorrichtung 60 vorgesehen.

Wenn die Behälter 51 stillgesetzt sind, wie aus Fig. 4 ersichtlich, sind die Seitenplatten 53 der Behälter 51 etwa in einer Ebene mit den ersten Trennplatten 55 und gleichzeitig etwa in einer Ebene mit den zweiten Trennplatten 56 angeordnet. Hierbei werden zusammen mit den Seitenplatten 53 und den ersten Trennplatten 55 in Richtung der Transportbewegung der Gegenstände fünf begrenzte Räume 61-65 gebildet. Es ist weiterhin eine Hauptdüse 66 zur Zufuhr von Tieftemperaturgas in den dritten begrenzten Raum 63, gezählt vom Einlaß 44 ab, vorgesehen, wobei der abgegrenzte Raum 62 als Kühlraum verwendet wird. Das in diesen Kühlraum 63 geleitete Tieftemperaturgas wird nacheinander durch die Öffnungen 57 in die beiden abgegrenzten Räume 62,61 geleitet, die als Vorkühlräume dienen und dem Einlaß 44 näher liegen als der Kühlraum 63. Das Tieftemperaturgas, das sich innerhalb des dem Einlaß 44 am nächsten gelegenenVorkühlraums 61 befindet, wird sodann über eine Leitung 67 in den abgegrenzten Raum 64,65 geleitet, um die Temperatur der Gegenstände zu vergleiehförmigen, worauf dann das Gas aus dem abgegrenzten Raum durch eine Leitung 68 aus dem Gehäuse 42 ausgetragen wird. Der zweite

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abgegrenzte Raum 64_r .gezählt vom Auslaß 45 her, dient dazu, um die Temperatur der Gegenstände gleichförmig zu machen. Das Tieftemperatargas wird mittels der Wirkung der elektrischen Gebläse 59 im Kühlraum 63, in den Vork'ühlräumen 61,62 und in den Bäumen 64,65, die der Vergleichförmigung der Temperatur der Gegenstände dienen, in Zwangsumlauf versetzt, wodurch sich genau wie bei der Ausführungsform gemäß Flg. 1 und eine Verkleinerung der Vorrichtung sowie eine Verbesserung beim Ausnutzungsfaktor der Kühlenergie des Tieftemperaturgases erzielen läßt. Wenn ein System zum Verschieben der Behälter 51 ähnlich dem beschriebenen verwendet wird, kann das Volumen des Raums, In den das Tieftemperaturgas eingeleitet wird, auf das kleinste Volumen, das zum Kühlen von Gegenständen erforderlich ist, reduziert werden, wodurch auch der Verbrauch des ansonsten teuren Hochtemperaturgases verringert und ein wirtschaftlicher Betrieb der Vorrichtung durchgeführt werden kann. Wenn darüber hinaus das beschriebene Stößelsystem verwendet wird, kann die Einrichtung zum Transportieren bzw. Vorwärtsbewegen der Gegenstände bei Raumtemperatur angeordnet werden, wodurch sich bei der Vorschubvorrichtung keinerlei Probleme ergeben, die ansonsten im Hinblick auf Kühlung, Gefrierung u.dgl. auftauchen.

Die Regelung der Menge des in den Kühlraum 63 eingeleiteten Tieftemperaturgases und die Temperatursteuerung des Kühlraums 63 sowie der Vorkühlräume 61,62 kann in der gleichen Weise durchgeführt werden, wie sie anhand von Fig. 1 und 2 erläutert wurde.

Die aus Fig. 7 ersichtliche Ausführungsform 4 ergibt sich lediglich dadurch, daß der Kühlraum 3 und der Raum 64 zur Vergieichförmigung der Temperatur getrennt angeordnet wurden und daß außerdem eine Einrichtung 101 zugefügt wurde, um die Gegenstände In das verflüssigte Tieftemperaturgas, wie beispielsweise verflüssigtes Stickstoffgas, einzutauchen. Die übrigen

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Einzelheiten der Ausführungsform 4 entsprechen denen der Ausführungsform 3. '■ '-

Die Einrichtung 101 zum Eintauchen der Gegenstände bzw. Artikel la das verflüssigte Tieftemperaturgas weist einen abgeschlossenen Baum 102 auf, der an seinem einen Ende mit dem Kühlraum 63 und an seinem anderen Ende mit dem Baum 64 zur Vergleichförmigong der Temperatur der Gegenstände In Verbindung steht. Außerdem sind drei Führungsschienenpaare 103,104,105 vorgesehen, die an der Seite des Kühlraums 63 mit den Führungsschienenpaaren 46,47,48 und an der Seite des Baums 64 mit den Führungsschienenpaaren 46*,47',48' verbunden sind. Weiterhin ist ein Bohr 106 zur Zufuhr von verflüssigtem Tieftemperaturgas in den abgeschlossenen Baum 102 Sowie ein Höhenstandsanzeiger bzw. Steuerungsgerät 108 vorgesehen, um ein Ventil 107 des Zufuhrrohres 106 zu öffnen • und zu schließen und hierdurch weitgehend ein konstantes Höhenniveau des im Innern des abgeschlossenen Bauins 102 enthaltenen verflüssigten Tieftemperaturgases beibehalten zu können. Die Innenfläche 109 der den abgeschlossenen Baum 102 bildenden Bodenwand senkt sich anfänglich in der Vorschubrichtung vom Kühlraum 63 her ab, verläuft sodann etwa horizontal, hebt sich sodann kontinuierlich'an und erreicht schließlich den Baum 64. Die Führungsschienenpaare 103,104,105 des abgeschlossenen Baums 102 sind sämtlich etwa parallel zur Innenfläche 109 der Bodenwand des abgeschlossenen Baums 102 verlegt. Der Unterschied zwischen dem Höhenniveau des horizontalen Teils der Innenfläche 109 der Bodenwand des abgeschlossenen Baums 102 und der Innenfläche des Bodens des Kühlraums 63 sowie des Baums 64 ist größer als die Höhe der übereinander gestapelten drei Behälter 51, wodurch sämtliche Behälter 51, die vom Kühlraum 63 in den abgeschlossenen Baum 102 vorwärtsbewegt werden, in das verflüssigte Tieftemperaturgas, das im abgeschlossenen Baum 102 enthalten ist, eingetaucht werden. Hierdurch wird außerdem

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verhindert, daß das verflüssigte Tief temperaturgas vom abgeschlossenen Baum 102 In den Kühlraum 63 oder in den Baum 64 fließt. Bet der beschriebenen AusfUhrungsform 4 ist es vorteilhaft, das Innerhalb des abgeschlossenen Raums 102 zur Verdampfung gekommene Gas in den Kühlraum 63 zu leiten.

Die Vorrichtung gemäß Ausführungsform 4 eignet sich zur Kühlung auf eine extrem niedrige Temperatur, wobei sich ein der AusfUhrungsform 3 entsprechendes Ergebnis erzielen läßt. Es kann außerdem die Taucheinrichtung 101 gemäß Ausführungsform 4 mit der Ausführungsform 1 oder 2 kombiniert werden.

Als Einrichtung zum intermittierenden Vorwärtsbewegen von Gegenständen können außer den beschriebenen Vorrichtungen gemäß den Ausführungsformen 1 bis 4 verschiedene bekannte Einrichtungen verwendet werden.

Es genügt im übrigen, wenn jeweils wenigstens ein Kühlraum bzw« ein Vorkühlraum vorgesehen wird. Ss kann außerdem sowohl die Anzahl als auch die Ausbildung des Baumes zum Vergleichförmigen der Temperatur der Gegenstände sowie die Taucheinrichtung abgewandelt werden.

Schließlich ist es auch möglich, die Einrichtung zur Ausbildung bzw. Abgrenzung des Kühlraums als auch des oder der Vorkühlräume sowie des Baums zum Vergleichförmigen der Temperatur der Gegenstände in ihrer Ausgestaltung entsprechend abzuwandeln.

Es können außerdem zur Zufuhr von Tieftemperaturgas In den Kühlraum verschiedene bekannte Anordnungen zur Anwendung gelangen.

Gleiches gilt für die Leitung zur Zufuhr des im Kühlraum enthaltenen Tieftemperaturgases in den Vorkühlraum.

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Es ist außerdem möglich, diejenigen Einrichtungen entsprechend abzuwandeln, mittels denen das Gas im Innern der VorkUhlräume und des Kühlraums zwangsweise In Umlauf versetzt wird.

Der Umlauf des Gases im Innern des Kühlraums, der Vorkühlräume und/oder des Baumes zum, Vergieichformigen der Temperatur der Gegenstände kann in Bezug auf die Transport richtung der Gegenstände in jeder beliebigen Richtung erfolgen.

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Claims

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Patentansprüche _;

(l. J Verfahren zum Kühlen von Gegenständen durch Inkontaktbringen dieser Gegenstände mit Tieftemperaturgas, dadurch gekennzeichnet, daß die längs des Vorschubweges angeordneten Gegenstände Intermittierend vorwärtsbewegt werden, daß die Gegenstände auf dem Transportweg Iq verteiltem Zustand in wenigstens einen Kühlraum und wenigstens einen Vorkühlraum, der in Bezug auf den Kühlraum in einer zur Vorschubrichtung umgekehrten Richtung angeordnet ist, eingeführt werden, wobei wenigstens die Vorwärtsbewegung der Gegenstände stillgesetzt ist, daß Tieftemperaturgas in den Kühlraum eingeleitet wird, daß Tieftemperaturgas im Innern des Kühlraums In den Vorkühlraura eingeleitet wird und daß das Gas zwangsweise im Innern des Kühlraums und des Vorkühlraums in Umlauf gesetzt wird,

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Vorkühlräume vorgesehen werden und daß das im Kühlraum enthaltene Tieftemperaturgas nacheinander in die Vorkühlräume/einer zur Vorschubrichttmg entgegengesetzten Richtung eingeleitet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die vom Kühlraum heraustransportierten Gegenstände in verflüssigtes Tieftemperaturgas eingetaucht werden.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die aus dem Kühlraum heraustransportierten Gegenstände zur Vergleichförmigung ihrer Temperatur in einen Raum geleitet werden, indem das Gas zwangsweise in Umlauf versetzt wird.

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5. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegenstände aus dem verflüssigten Tieftemperaturgas herausgenommen und zur VergleicWÖrmigung ihrer Temperatur in einen Raum eingeleitet werden, in dem das Gas zwangsweise in Umlauf versetzt wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das im Vorkühl raum enthaltene Tieftemperaturgas in den Raum zur VergleiehfÖrmigung der Temperatur der Gegenstände eingeleitet wird.

7. Verfahren nach Anspruch 3 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Tieftemperaturgäs, das in den Kühlraum eingeleitet wird, dasjenige Gas verwendet wird, das durch Verdampfen des zum Tränken der Gegenstände verwendeten verflüssigten Tieftemperaturgases erhalten wird.

8. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis*7, gekennzeichnet durch eine Fördereinrichtung (2j5Ö) zum Intermittierenden Transport der längs des Vorschubweges angeordneten Gegenstände, durch eine Einrichtung (5,53) zur Ausbildung wenigstens eines Kühlraums (19,63) und wenigstens eines Vorkühlraums (16,17,18; 61,62), der in Bezug auf den Kühlraum in einer zur Vorschubrichtung der Gegenstände entgegengesetzten Richtung angeordnet ist, wobei der Kühlraum und die Vorkühlräume in verteiltem Zustand die auf der Fördereinrichtung befindlichen Gegenstände in Richtung des Vorschubweges aufnehmen und die Fördereinrichtung wenigstens stillgesetzt Ist, durch eine Einrichtung (21,66) zur Zufuhr von Tieftemperaturgas in wenigstens den Kühlraum, durch eine Leiteinrichtung (13,57) zur Zufuhr des Tieftemperaturgases in den Kühlraum und- durch eine Einrichtung (15,59), um das Gas in jedem der zur Kühlung bzw. Vorkühlung dienenden Räume zwangsweise in Umlauf zu setzen.

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9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Fördereinrichtung ein endloser Körper (2) ist, der intermittierend im Innern des Gehäuses (1,42) in Umlauf versetzbar ist und an seiner Außenseite eine Vielzahl von Platten (5) besitzt, die in Vorschubrichtung der Gegenstände in regelmäßigen Abständen angeordnet und zusammen mit der Wand des Gehäuses den Kühlraum sowie die Vorkühlräume bilden.

10. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Fördereinrichtung eine Vielzahl von Behältern (51), die in einem durch das Gehäuse gebildeten Tunnel (41) beweglieh sind^eowie einen StöSel (50) aufweist, um die Behälter von einem Einlaß (44) des Tunnels zu einem Auslaß (45) au drücken, wobei die Behälter jeweils wenigstens eine in der Bewegungsrichtung der Behälter angeordnete Seitenwand aufweisen und zusammen mit der Wand des Gehäuses den Kühlraum sowie die Vorkühlräume bilden.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Behälter (51) vertikal innerhalb des Tunnels (41) angeordnet sind.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß im Innern des Tunnels (41) in vertikalen Stufen übereinander eine Vielzahl von Eührungsschienenpaaren (46,47₉ 48) verlegt ist und die Behälter (51) längs der Führuagsschienenpaare bewegbar sind.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung (101) vorgesehen ist, in welcher die aus dem Kühlraum heraustransportierten Gegenstände in verflüssigtes Tieftemperaturgas eintauchbar sind.

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14. Vorrichtung nach. Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß "zum Vergleichförmigen der Temperatur der Gegenstände wenigstens ein Kaum (64 oder 65) vorgesehen ist, in dem das Gas zwangsweise in Umlauf versetzbar ist.

15. Vorrichtung nach. Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß eine Leitung (67) zur Verbindung, des Vorkühlraums (61,62) und des Raums (64) zum Vergleichfönnigen der Temperatur der Gegenstände vorgesehen ist, um das Tieftemperaturgas vom Vorkühlraum zum Raum zur" Vergleichförmigung der Temperatur der Gegenstände zu leiten.

16. Vorrichtuig nach, einem der Ansprüche 8 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vielzahl von Vorkühlräumen vorgesehen ist, die jeweils über wenigstens eine Leitungseinrichtung untereinander in Verbindung stehen, um im Kühlraum befindliches Tieftemperaturgas nacheinander in einer zur Vorsehubrichtung der Gegenstände entgegengesetzten Richtung durch: die Vorkühlräume zu leiten.

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