專(zhuān)利名稱(chēng)：傳遞冷熱媒質(zhì)給食品的裝置和采用該裝置的沖擊型冷凍箱的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于將加熱或冷卻媒質(zhì)傳送給移動(dòng)著的傳送體上的食品的裝置，尤其涉及一種用于傳送一種諸如在沖擊冷凍箱內(nèi)用于冷凍食物的空氣之類(lèi)的冷卻媒質(zhì)或氣化物的裝置，在該裝置中的霜基本上可以被消除。
商用烤箱和冷凍箱一般是用一個(gè)大風(fēng)扇或鼓風(fēng)機(jī)將如空氣之類(lèi)的加熱或冷卻的媒質(zhì)傳遞給食品。這種風(fēng)扇或鼓風(fēng)機(jī)位于一傳送裝置的附近，該傳送裝置帶著食品通過(guò)該加熱裝置或冷凍裝置，并且通過(guò)一段足以加熱或冷凍該食品的時(shí)間。
進(jìn)入烤箱或冷凍箱的食品具有一基本是由停滯的空氣組成的邊界層，該邊界層使該食品隔絕于周?chē)目諝?。為了獲得合適的烹調(diào)或冷凍，這個(gè)邊界層必須減少到使食品可以直接暴露于這種加熱或冷卻的媒質(zhì)中。
傳統(tǒng)的風(fēng)扇或鼓風(fēng)機(jī)產(chǎn)生一種多方向流動(dòng)的加熱和冷卻的氣化物。大部分氣化物是在冷凍箱的周?chē)浇㈤_(kāi)，而只有這種分散的氣化物的一部分能達(dá)到食品上。至少有相當(dāng)一部分的氣體不能直接以垂直方向沖擊到食品上。在這些情況下，未接觸食品的氣體常常不具有足以大大減少邊界層的能量。這就會(huì)產(chǎn)生加熱或冷凍不夠的情況或需要對(duì)食品進(jìn)行太長(zhǎng)時(shí)間的加熱或冷凍。
人們作出了種種努力以減少在冷凍箱周?chē)㈤_(kāi)的加熱或冷卻氣體的數(shù)量。通常是通過(guò)采用一種設(shè)在烤箱或冷凍箱內(nèi)的把來(lái)自鼓風(fēng)機(jī)或風(fēng)扇的多向氣流轉(zhuǎn)變?yōu)橐环N直接地吹向食品的具有足夠的減少邊界層的能量的單向的空氣流。
例如，唐納德P·史密斯的美國(guó)專(zhuān)利3，884，213，4，289，792和4，338，911揭示了一種烹燒裝置，這種裝置是利用一系列間隔開(kāi)的單向氣流空氣噴嘴實(shí)現(xiàn)的，而這種單向氣流則由適當(dāng)間隔開(kāi)的管子產(chǎn)生。
唐納德P·史密斯的美國(guó)專(zhuān)利4，479，776揭示了一種具有一熱量處理區(qū)域的加熱/冷卻裝置，該熱量處理區(qū)域用于將數(shù)個(gè)聚集的氣體提供給相對(duì)它們移動(dòng)的食品的外表面，該裝置還至少與一個(gè)平衡區(qū)域相結(jié)合，該平衡區(qū)域用于促進(jìn)熱量傳入或傳出食品的內(nèi)部。一些垂直而間隔開(kāi)的管子安置在加熱/冷卻的部位以將單向氣流導(dǎo)向食品。
米切爾C·亨克的美國(guó)專(zhuān)利4，626，661揭示了另一種方案，這種方案采用分開(kāi)設(shè)置在食品通道之上的數(shù)個(gè)噴嘴，用于提供多道單向的加熱/冷卻空氣的氣流。在史蒂文M·希的美國(guó)專(zhuān)利4，757，800中也采用數(shù)個(gè)高流速的空氣流，其中的沖擊裝置以單向方式引導(dǎo)已被加熱的空氣以加熱在傳送裝置上經(jīng)過(guò)的食品。
在弗吉爾L·阿切爾的美國(guó)專(zhuān)利4，873，107中揭示了另一種在烤箱中提供單向氣流的途徑。這種途徑不采用如上所述的那些用于將經(jīng)加熱的空氣引向食品的管子，而是提供一系列分開(kāi)的矩形槽。來(lái)自風(fēng)扇或鼓風(fēng)機(jī)的多向的空氣被引進(jìn)這些槽中并由此獲得朝向食品的更規(guī)則的定向流動(dòng)。在克萊門(mén)特J·盧依伯克等人的美國(guó)專(zhuān)利4，972，824中也揭示一種類(lèi)似的矩形槽的排列方式。
這些加熱/冷卻裝置的每個(gè)都提供了改進(jìn)，超過(guò)了單獨(dú)使用風(fēng)扇和鼓風(fēng)機(jī)的效果，這是由于這些裝置一般都產(chǎn)生一種具有減少食品的邊界層的足夠能量的加熱/冷卻的單向氣流。然而，這類(lèi)裝置是通過(guò)消耗過(guò)多的能量以分配加熱或冷卻氣流給食品的辦法來(lái)獲得這些改進(jìn)的。此外，對(duì)冷凍裝置來(lái)說(shuō)，用于形成單向氣流的這些管子或槽常常漸為霜堵塞。時(shí)間久了，霜的集結(jié)就趨向于使冷凍操作性能下降。霜減少了傳離食品的熱量，因此，隨著冷凍操作的時(shí)間增加，熱量從食品傳向大氣的傳遞效率的降低。為了去除霜以保持空氣通道的敞開(kāi)，就必需關(guān)掉冷凍裝置的融化所積聚的霜，結(jié)果便延遲了時(shí)間和增加了加工的附加成本。
因而人們就希望有一種裝置，這種裝置能以在能量方面更為有效的方式把一種加熱或冷卻用的如空氣之類(lèi)的媒質(zhì)傳向在傳送裝置帶上的放置物如一種食品上，而效率的提高是以通過(guò)在輸送帶的寬度方向提供加熱/冷卻媒質(zhì)的更好的分布的方式取得的。這對(duì)把來(lái)自一個(gè)媒質(zhì)源(如風(fēng)扇或鼓風(fēng)機(jī))的加熱/冷卻媒質(zhì)更好地分配給食品也將是有益的。
此外，對(duì)食品的冷凍來(lái)說(shuō)，不用終止冷凍操作就能防止霜在冷凍裝置中的積聚也具有明顯的益處。
就其最廣的方面說(shuō)，本發(fā)明一般涉及一種用于把一種加熱的或冷卻用的媒質(zhì)傳向在一輸送帶上的移動(dòng)的存放物如一種食品的裝置。該裝置包括至少橫向穿過(guò)至少是該存放著的食品的寬度的主要部分的一個(gè)連續(xù)的通道，用于把加熱或冷卻媒質(zhì)的多向流動(dòng)轉(zhuǎn)變成單向的流動(dòng)。
該連續(xù)通道具有一個(gè)用于接受加熱或冷卻用的媒質(zhì)的第一開(kāi)口和一個(gè)用于將該媒質(zhì)在食品(被輸送物)的附近處排出的第二開(kāi)口。在媒質(zhì)從所述第一開(kāi)口向第二開(kāi)口通過(guò)該通道時(shí)，它就轉(zhuǎn)變?yōu)橐环N單方向的、具有至少能減少食品邊界層的足夠能量的單向流。此外，這種連續(xù)的通道能使熱量傳離食品的速率比采用間斷的(不連續(xù)的)槽或管子的傳統(tǒng)裝置的要大。在本發(fā)明的一個(gè)較佳形式中，這種通道的第一開(kāi)口具有大于第二開(kāi)口的截面積。這個(gè)較大的進(jìn)口面積能使媒質(zhì)具有較大的進(jìn)入該通道的流量有利于把媒質(zhì)轉(zhuǎn)變成一種單向流動(dòng)的單向流。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，具體說(shuō)是關(guān)于冷卻媒質(zhì)的傳送方面，本發(fā)明提供了用于對(duì)通道的連續(xù)地清除而不需要終止冷凍操作的裝置。這種清除裝置可插入通道并可至少沿其長(zhǎng)度的一部分移動(dòng)。這種清除裝置包括至少一個(gè)伸入通道并沿這些通道的每一個(gè)的高度從第一開(kāi)口到第二開(kāi)口的伸入件，這種伸入件最好具有一清除桿的形式。這些伸入件可在這些通道內(nèi)沿其長(zhǎng)度方向移動(dòng)并在它所移動(dòng)時(shí)適合于松馳地接觸這些通道壁以去除和/或防止外部物質(zhì)包括霜的集結(jié)。這些伸入件的運(yùn)動(dòng)可以用使這些通道沒(méi)有外來(lái)物質(zhì)而又不干擾冷卻用媒質(zhì)流過(guò)這些通道的方式加以控制。
在本發(fā)明的又一實(shí)施例中，這些清除桿可以設(shè)置一允許流體通入該通道以輔助去除和/或防止霜集結(jié)和其它外部物質(zhì)的通路。
以下通過(guò)具體實(shí)施例并結(jié)合其附圖來(lái)具體說(shuō)明本發(fā)明，但這些實(shí)施例并不是要限制本發(fā)明的范圍，發(fā)明的范圍是由作為本申請(qǐng)一部分的權(quán)利要求書(shū)來(lái)加以闡明的。


圖1是一種傳統(tǒng)的輸送帶型式的冷凍裝置的部分側(cè)視圖;
圖2是本發(fā)明的用于形成冷卻媒質(zhì)單向流的裝置的一具體實(shí)施例的部分透視圖;
圖3是本發(fā)明的一清除組件的一個(gè)實(shí)施例的端視圖，圖中示出了連結(jié)于一可移動(dòng)的支撐機(jī)構(gòu)的清除桿;
圖4A是設(shè)在圖2中的單向流裝置的通道內(nèi)的實(shí)現(xiàn)清除的數(shù)個(gè)清除桿的一個(gè)實(shí)施例的布置的部分透視圖;
圖4B是類(lèi)似于圖4A的一個(gè)部分透視圖，圖中示出了空心的清除桿，這種空心的清除桿上具有用于讓流體通過(guò)的開(kāi)孔;
圖5A是用于支撐這些清除桿的支承機(jī)構(gòu)和一傳送機(jī)構(gòu)的頂視圖，該傳送機(jī)構(gòu)用于沿著該相應(yīng)通道的長(zhǎng)度上引導(dǎo)一排清除桿;
圖5B是類(lèi)似于圖5A的頂視圖，質(zhì)出一支承機(jī)構(gòu)和用于沿相應(yīng)的通道的長(zhǎng)度引導(dǎo)三排清除桿的傳送機(jī)構(gòu);
圖6是圖5B中示出的該支承機(jī)構(gòu)的端視圖;
圖7是該單向流動(dòng)裝置的另一實(shí)施例，其中用于接受進(jìn)入通道的冷卻用媒質(zhì)的開(kāi)口的橫截面積大于將冷卻用媒質(zhì)從該通道排到食品上的開(kāi)口的橫截面積。
圖8是具有三個(gè)冷凍箱部分的一個(gè)沖擊型的冷凍裝置的透視圖，其中每個(gè)冷凍箱都采用本發(fā)明的單向流動(dòng)裝置和清除裝置;以及圖9是圖8中所示型式的一個(gè)冷凍箱部分的頂視圖，圖中示出了定位在這些通道中的清除桿。
下面通過(guò)用一種如冷空氣、氮或二氧化碳?xì)怏w的冷卻媒質(zhì)的單向流動(dòng)接觸食品來(lái)連續(xù)地冷凍食品的一個(gè)冷凍裝置來(lái)說(shuō)明本發(fā)明。應(yīng)該理解到，本發(fā)明也可以用于烤箱，其中烤箱是用熱空氣加熱媒質(zhì)連續(xù)加熱食品。
現(xiàn)請(qǐng)參看圖1。圖示為一種傳統(tǒng)的輸送帶型式的商用冷凍箱，它通常是用于冷凍如蝦、雞、雞的各部分、扇貝、蔬菜、漢堡牛肉餅等的食品。該冷凍箱2包括一箱體4，它具有用于接受由一馬達(dá)9驅(qū)動(dòng)的傳送帶8傳送的食品的一個(gè)入口6。該入口6通往具有通道12形式的冷凍箱部分10，食品在通過(guò)該冷凍箱2的相對(duì)端的一出口15離開(kāi)冷凍箱2之前在該冰凍箱部分被冰凍。
一種冷卻用的媒質(zhì)以足以使食品在通過(guò)該通道12時(shí)冰凍的足夠的量供向該冷凍箱部分10。由于存在一種液體冷凍劑而冷卻的如空氣之類(lèi)的冷卻媒質(zhì)是由一冷卻部分16產(chǎn)生的，該冷卻部分包括一個(gè)冷卻劑源18、一個(gè)熱交換區(qū)20和一個(gè)風(fēng)扇或鼓風(fēng)機(jī)22。
該冷卻劑源，例如一種液體冷凍劑(如液態(tài)氮或二氧化碳)源18設(shè)置在對(duì)該交換區(qū)20內(nèi)的食品已完成其冷卻作用的變熱的氣體的附近處。該變熱的氣體的溫度由此便降低至遠(yuǎn)低于32°F(0℃)以下。這種液體冷凍劑最好通過(guò)一個(gè)噴嘴或加熱器(未圖示)噴入該熱交換區(qū)20中并由此被由風(fēng)扇或鼓風(fēng)機(jī)22產(chǎn)生的向下氣流帶動(dòng)與移動(dòng)的食品接觸。具體地說(shuō)，該風(fēng)扇是以箭頭方向如圖1中所示的食品14的總體方向上催動(dòng)冷卻媒質(zhì)的。在與食品14最后接觸時(shí)，該冷卻媒質(zhì)釋放其冷卻能量(功)，然后被風(fēng)扇22吸取而重新進(jìn)入交換區(qū)20，在那里通過(guò)接觸冷卻劑源18而重被冷卻。
在圖1中的這種型式的冷凍箱是有缺點(diǎn)的，這是因?yàn)檫@種冷卻媒質(zhì)是多方向流動(dòng)。雖然冷卻媒質(zhì)在總體方向上被風(fēng)扇22吹向食品，但是，相當(dāng)一部分的冷卻媒質(zhì)在接觸食品前便在冷凍箱部分10的周?chē)稚⒌?。結(jié)果冷卻媒質(zhì)損失了部分能量。因此就不足以減少未冷凍的食品的邊界層。為了補(bǔ)償這個(gè)不足的冷卻媒質(zhì)流，常常就必需增加風(fēng)扇或鼓風(fēng)機(jī)的馬力，這樣就顯著增加了冷凍的成本。
本發(fā)明提供了一種單向流動(dòng)的冷卻媒質(zhì)以便更有效地減少這種邊界層。此外，還有一種清除裝置。以防止通常采用管子和槽來(lái)形成單向冷卻媒質(zhì)流的已有技術(shù)的冷凍箱所產(chǎn)生的霜的集結(jié)。
現(xiàn)請(qǐng)參看圖2。圖中本發(fā)明包括一用于流動(dòng)產(chǎn)生一向著其上放置著食品的輸送帶提供單向流動(dòng)的冷卻媒質(zhì)流的裝置。該裝置30包括多個(gè)平行分開(kāi)的倒U形槽32。每個(gè)槽32有一個(gè)壁34，它與相鄰槽32的相對(duì)應(yīng)壁34貼近設(shè)置但又彼此間隔開(kāi)。在兩相鄰槽的壁34之間的空間形成了一連續(xù)的最好是平行六邊形的通道36，通道36最好有一個(gè)用于接受多向冷卻媒質(zhì)流的第一開(kāi)口38和一個(gè)用于把單向流動(dòng)的冷卻媒質(zhì)流排向食品的第二開(kāi)口40。
這種單向流動(dòng)裝置30可用多種材料制成，這些材料包括有如不銹鋼、鋁等的金屬以及如聚乙烯和聚丙烯等的塑料。這些通道36的尺寸要足以使冷卻媒質(zhì)在離開(kāi)該第二開(kāi)口40時(shí)成為一種直線狀或單向流動(dòng)的冷卻媒質(zhì)流。為此目的，該通道36的高度一般大于寬度的兩倍。對(duì)一個(gè)具有典型尺寸的商業(yè)用冷凍箱來(lái)說(shuō)，這種通道36的高度可在約1英寸(2.54厘米)至12英寸(30.48厘米)的范圍內(nèi)，而通道36的直徑或橫截面的長(zhǎng)度典型的是約從0.25英寸至1.00英寸。從槽32的前面42至其后面44所測(cè)得的通道36的長(zhǎng)度選擇得基本穿過(guò)輸送帶8的整個(gè)寬度，對(duì)一商業(yè)冷凍箱來(lái)說(shuō)，一般約為36英寸(91.44厘米)。
該第二開(kāi)口40離開(kāi)食品的距離一般約從1英寸至4英寸(2.54至10.16厘米)。這個(gè)距離要選擇得既要確保單向流動(dòng)的冷卻媒質(zhì)流具有足夠的減少食品的邊界層的速度，但又要它不移動(dòng)在輸送帶8上通過(guò)時(shí)的食品。
在該冷凍裝置連續(xù)工作的過(guò)程中，來(lái)自大氣中和食品本身的潮氣可能進(jìn)入冷凍箱部分而在該冷凍箱的一些零部件上以霜的形式產(chǎn)生凝聚。在已技術(shù)的裝置中，霜結(jié)聚在用于產(chǎn)生單向流動(dòng)的管子或槽的內(nèi)表面上。如任其繼續(xù)下去，則霜的聚結(jié)終將滯制并甚至阻止冷卻媒質(zhì)流向食品。霜的這種聚集就會(huì)影響冷凍的速度，這是因?yàn)橹挥休^少的冷卻媒質(zhì)能所達(dá)食品從而使可從食品取走的熱量減少了。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，本發(fā)明的裝置設(shè)有一個(gè)清除的裝置，它可以從被用于產(chǎn)生單向流動(dòng)的通道中連續(xù)地去掉包括霜在內(nèi)的外面的異物。現(xiàn)請(qǐng)參閱圖3、圖4A和圖4B，該清除裝置50包括一個(gè)支承件1如圖所示，它是其相對(duì)兩端結(jié)合于一傳送系統(tǒng)54的桿52，該傳送系統(tǒng)54可以使桿52沿著如圖3中所示和下面將加以詳細(xì)說(shuō)明的該通道36的長(zhǎng)度上移動(dòng)。
結(jié)合于該支承桿52的是最好是等距離間隔開(kāi)的數(shù)個(gè)清除桿56，它們可以沿著每個(gè)相同設(shè)置的槽36從槽的上面基本上一直進(jìn)入槽底。這些桿子56用夾緊裝置58或別的合適的連結(jié)機(jī)構(gòu)如卡圈(見(jiàn)圖4)等連接在桿52的一端上。
清除桿的長(zhǎng)度要足以使它能基本上伸進(jìn)通道36的整個(gè)長(zhǎng)度，這在圖4B上看得最清楚。桿的寬度要足以能使桿56，在輸送裝置54使它沿通道36的長(zhǎng)度移動(dòng)時(shí)能接觸通道36的兩壁34以除去其內(nèi)的霜或異物。因而這些清除桿的寬度或直徑只略小于通道36的寬度或直徑[即在約0.25英寸至1.00英寸(0.63至2.54厘米)的范圍內(nèi)]。
在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，這些桿56上設(shè)有一個(gè)通路用于把一種空氣之類(lèi)的流體從供給源送入該通道36以輔助防止和/或去掉霜和別的外部物質(zhì)。現(xiàn)請(qǐng)參看圖4B，圖中的這些桿56設(shè)一個(gè)通路60，它通向沿桿56長(zhǎng)度延伸設(shè)置的若干間隔開(kāi)的孔62。流體從支承桿52的一相應(yīng)的通路64或以任何別的合適方式被供入桿56的該通路60。供給桿56的流體的壓力應(yīng)在流體流出這些孔62時(shí)能產(chǎn)生一個(gè)足以防止和/或去掉粘結(jié)在通道36的壁34內(nèi)的異物的液流。
這種清除裝置50能清除這些平行六邊形通道36的整個(gè)容積。因此，這些桿56必須能沿著橫穿輸送帶8寬度的通道36的基本上是整個(gè)長(zhǎng)度上移動(dòng)。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，如圖3中所示，設(shè)有單根桿52用于沿通道36的整個(gè)長(zhǎng)度上移動(dòng)單排桿56。如在圖3中所示，人們常常要求從傳送帶8的上下冷卻食品(圖中箭頭所示食品的移動(dòng)方向)。因此，最好在該輸送帶8的上下都設(shè)置單向流動(dòng)裝置30和相應(yīng)的清除裝置50，每一排清除桿都能沿著通道36的整個(gè)長(zhǎng)度移動(dòng)。
這些清除桿56沿著通道36整個(gè)長(zhǎng)度上的移動(dòng)是由一個(gè)能以一精確的直線路徑引導(dǎo)這些桿的導(dǎo)向系統(tǒng)66和一個(gè)系統(tǒng)68完成的，該系統(tǒng)68可以是氣動(dòng)系統(tǒng)或液壓系統(tǒng)，但最好是一個(gè)氣動(dòng)系統(tǒng)，該系統(tǒng)68用以提供移動(dòng)這些桿子56所必需的力。在下文中所有提及的系統(tǒng)68都是氣動(dòng)系統(tǒng)。然而，應(yīng)該理解到，移動(dòng)這些清除桿56所必需的力也可以由液壓系統(tǒng)提供。該導(dǎo)向系統(tǒng)66和該氣動(dòng)系統(tǒng)68組成了該輸送系統(tǒng)54。在圖5A所示的實(shí)施例中，該單個(gè)支承桿52必須沿著這些通道36的整個(gè)長(zhǎng)度上移動(dòng)。因此，該氣動(dòng)系統(tǒng)68必須具有提供給支承桿52以合適的運(yùn)動(dòng)的足夠的尺寸。通過(guò)把清除裝置改變?yōu)榘ǘ嘤谝慌诺那宄龡U便可以使用較小尺寸的氣動(dòng)系統(tǒng)，其中的每一排只移動(dòng)一小部分的通道的長(zhǎng)度。用這種方法，該氣動(dòng)系統(tǒng)68的尺寸和成本能減小到最低程度。
現(xiàn)請(qǐng)參看圖5B和6。圖中示出一個(gè)根據(jù)本發(fā)明的清除裝置的實(shí)施例，該實(shí)施例是采用三排清除桿56a～56c。
現(xiàn)請(qǐng)參閱圖5A，該導(dǎo)向系統(tǒng)66包括一個(gè)導(dǎo)向桿70，它由具有一個(gè)允許桿70移動(dòng)通過(guò)的孔74的導(dǎo)向塊74而安置在該冷凍箱部分10內(nèi)。該導(dǎo)向系統(tǒng)66還包括一個(gè)用于將該導(dǎo)向桿70連結(jié)于該支承桿52的連結(jié)裝置76。該連結(jié)裝置76包括一梁78，它平行于導(dǎo)向桿70并通過(guò)一個(gè)夾緊裝置80連結(jié)于該支承桿52上。梁78的兩端以直角向著導(dǎo)向桿70延伸并由夾緊裝置82a和82b結(jié)合到導(dǎo)向桿70上。
該支承桿52的移動(dòng)是由包括一氣壓缸的氣動(dòng)系統(tǒng)68來(lái)完成的。該氣壓缸84內(nèi)設(shè)有一個(gè)比氣缸短的活塞86，因此該活塞可在氣壓缸內(nèi)移動(dòng)。該氣壓缸具有用于接收和排出供活塞在氣壓缸內(nèi)移動(dòng)的空氣(或別的氣體)的兩個(gè)相對(duì)孔88和90。該氣壓缸一端由一支架92和連結(jié)于活塞86的伸出桿94連結(jié)于冷凍箱2的箱體4上，而另一端上則由一支架96和一相應(yīng)的活塞86的伸出桿98連結(jié)于支承桿52。該氣動(dòng)系統(tǒng)68通過(guò)輪流地將空氣泵進(jìn)孔88和90使活塞86在氣壓缸內(nèi)分別前后移動(dòng)來(lái)進(jìn)行工作。因此就驅(qū)動(dòng)該支承桿52以相同方向移動(dòng)。更具體地說(shuō)，在空氣泵進(jìn)孔90時(shí)，它就在活塞86上施加一個(gè)推動(dòng)活塞向前的力。而該活塞對(duì)支承桿52施加壓力由此使桿52以相同的方向移動(dòng)。
前面業(yè)已指出，該支承桿52是通過(guò)梁78和夾緊裝置80a和80b連結(jié)于導(dǎo)向系統(tǒng)66的。因而，在活塞86向前移動(dòng)時(shí)，該包含有導(dǎo)向桿70的導(dǎo)向系統(tǒng)66以與活塞86移動(dòng)的相同方向進(jìn)行移動(dòng)。因于該導(dǎo)向桿在移動(dòng)時(shí)是由導(dǎo)向塊72對(duì)準(zhǔn)的，因此可保持精確的直線路徑。
空氣反向流動(dòng)后，該導(dǎo)向系統(tǒng)66便以相反的方向進(jìn)行移動(dòng)。如果空氣泵進(jìn)孔88，該活塞86就會(huì)向后移動(dòng)以使導(dǎo)向系統(tǒng)66以及該支承桿52產(chǎn)生相同的移動(dòng)。
現(xiàn)請(qǐng)參閱圖5B，圖中三排清除桿56a～56c通過(guò)卡圈58由三根相應(yīng)的桿52a～52c來(lái)支承。該氣動(dòng)系統(tǒng)68的一端連結(jié)于中間桿52b上。該導(dǎo)向系統(tǒng)66和氣動(dòng)系統(tǒng)68是以和圖5A所示的實(shí)施例的同樣方式使桿52a～52c進(jìn)行移動(dòng)的。然而，每一個(gè)桿52a～52c只移動(dòng)約三分之一的通道36的長(zhǎng)度，因此就減小了該氣動(dòng)系統(tǒng)68的尺寸。
相應(yīng)地，該清除裝置50可構(gòu)造得使每一排清除桿只移動(dòng)通道36的長(zhǎng)度的所指定的一部分。采用多排清除桿就可以使用較小尺寸的氣動(dòng)系統(tǒng)，它比必須橫跨輸送帶整個(gè)寬度的單個(gè)氣動(dòng)系統(tǒng)的成本要低。
這種單向流裝置30還可以改進(jìn)以達(dá)到從多向流動(dòng)單向流動(dòng)的甚至更為有效的轉(zhuǎn)變?，F(xiàn)請(qǐng)參閱圖7，圖中示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)較佳的單向流動(dòng)裝置100，其中，通道的入口被擴(kuò)大以容納較大流量的冷卻媒質(zhì)和更好地促進(jìn)從多向流動(dòng)向單向流動(dòng)的轉(zhuǎn)變。該裝置100有形成一通道104的兩相鄰壁102。這個(gè)通道最好具有平行六邊形的形狀該第一開(kāi)口106，不同于在圖2的實(shí)施例中所示的單向流動(dòng)裝置，它是由一對(duì)分叉開(kāi)的壁108a和108b所形成以使該第一開(kāi)口106的橫截面面積大于通向食品的第二開(kāi)口110的橫截面面積。
擴(kuò)大該第一開(kāi)口106的橫截面尺寸有利于冷卻媒質(zhì)聚集到通道104內(nèi)。這種較大的開(kāi)口可讓更有多數(shù)量的冷卻媒質(zhì)進(jìn)入通道104，因此使冷卻媒質(zhì)更為有效地流出該第二開(kāi)口110。此外，通過(guò)通道104的壓力降減小，因此可減小驅(qū)動(dòng)冷卻媒質(zhì)通過(guò)該通道104所需的馬力。
擴(kuò)大開(kāi)口106的截面積還可以減少潮氣在通道104內(nèi)積聚的可能性。這是因?yàn)槌睔庠诓骈_(kāi)的壁108a和108b上的積聚不會(huì)阻礙冷卻媒質(zhì)流經(jīng)通道104。
在如圖8所示的本發(fā)明的另一實(shí)施例中，多個(gè)單向流動(dòng)裝置和相應(yīng)的清除裝置安置在單個(gè)冷凍箱內(nèi)。如圖8詳細(xì)所示，三對(duì)這樣的裝置設(shè)置在單個(gè)的冷凍箱部分10內(nèi)，每對(duì)裝置約占據(jù)該冷凍箱部分10的長(zhǎng)度的三分之一并按先前聯(lián)系圖2至7的實(shí)施例所說(shuō)的那樣進(jìn)行工作。
參照?qǐng)D2、3、7至9可最清楚地說(shuō)明本發(fā)明的使用情況。圖9示出了本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，它帶有容納在該冷凍箱部分的一個(gè)單向流動(dòng)裝置和清除裝置。未經(jīng)冷凍的食品14通過(guò)開(kāi)口6在一輸送帶上進(jìn)入該冷凍箱2，然后通過(guò)通道12被輸向該冷凍箱部分10。至少有一個(gè)單向流動(dòng)裝置30設(shè)置在輸送帶8的上面和/或下面(見(jiàn)圖8和9)，最好結(jié)合采用本發(fā)明的一個(gè)清除裝置50。該冷凍箱部分10通過(guò)風(fēng)扇22(最好如圖9所示)從熱交換區(qū)20接受進(jìn)入該流動(dòng)裝置(最好如圖8所示)的第一開(kāi)口38的多向流動(dòng)的冷卻媒質(zhì)，進(jìn)入該通道36的冷卻媒質(zhì)在它通過(guò)通道36時(shí)轉(zhuǎn)變成一種單向流動(dòng)并從該第二開(kāi)口40(見(jiàn)圖2至7)流出。
在離開(kāi)該第二開(kāi)口40后，冷卻媒質(zhì)就立即和食品接觸并釋放冷卻能量，同時(shí)轉(zhuǎn)入槽32，在槽32中，釋放了冷卻能量因而溫度升高的冷卻媒質(zhì)被吸回?zé)峤粨Q區(qū)20并補(bǔ)充冷卻劑以降低其溫度。
在該冷凍裝置2工作時(shí)，潮氣可以數(shù)處進(jìn)入該冷凍箱。潮氣主要是從接受未冷凍的食品的開(kāi)口6進(jìn)入以及從食品14本身帶入。潮氣在該冷凍箱的各個(gè)零部件上凝結(jié)以產(chǎn)生霜的聚集。單向流動(dòng)裝置30的通道36尤其容易集結(jié)霜，因而必須進(jìn)行清除。
防止霜集結(jié)是由清除裝置50完成的。當(dāng)食品14在輸送裝置8上移動(dòng)時(shí)，通過(guò)由氣動(dòng)系統(tǒng)68提供動(dòng)力，使導(dǎo)向系統(tǒng)66沿著通道36的長(zhǎng)度上對(duì)清除桿56進(jìn)行導(dǎo)向。
在圖8的該實(shí)施例中，每個(gè)通道36被三個(gè)清除桿清除，每個(gè)清除桿移動(dòng)約該通道總長(zhǎng)的三分之一。這種構(gòu)造減小了該氣動(dòng)系統(tǒng)的尺寸從而降低了該冷凍操作的成本。這些清除桿56分別地支承在三個(gè)支承桿52a至52c上。這些清除桿相互協(xié)調(diào)一致地移動(dòng)，因此每個(gè)桿僅移動(dòng)每個(gè)通道的三分之一的長(zhǎng)度就清除了整個(gè)通道。
這些支承桿的速度也就是相應(yīng)的清除桿的移動(dòng)速度足以防止霜的集結(jié)而不干擾冷卻媒質(zhì)流經(jīng)該通道。最好這些支承桿以約0.5至10英尺/分的速度移動(dòng)。這些支承桿的移動(dòng)并不需要連續(xù)進(jìn)行。例如，這些支承桿在它所沿著通道長(zhǎng)度移動(dòng)過(guò)程中可以間歇地移動(dòng)或可中斷一段時(shí)間。合適的工作方式和移動(dòng)速度的選擇取決于該冷凍箱內(nèi)霜集結(jié)的速度。
曾經(jīng)采用如圖1所示的已有技術(shù)的傳送帶型冷凍裝置來(lái)取得該裝置冷凍一個(gè)直徑為4.5英寸(11.43厘米)、厚0.5英寸(1.27厘米)和重4盎斯(113克)的漢堡牛肉餅所需的時(shí)間量的數(shù)據(jù)。這種型式的冷凍裝置的熱傳遞系數(shù)經(jīng)測(cè)定為7BUTs/1b-ft2-°F[(40W÷(m2-℃)]。
在30°F(-1℃)時(shí)進(jìn)入該冷凍箱的食品離開(kāi)冷凍箱時(shí)必須是0°F(-18℃)。因此必須從漢堡牛肉餅驅(qū)除28BTUs(29.5千焦耳)的熱量。該冷凍箱部分在-80°F(-62℃)工作，將漢堡牛肉餅冷凍至0°F(-18℃)要化約11.5分鐘。
本發(fā)明的這種沖擊型冷凍機(jī)的熱傳遞系數(shù)經(jīng)測(cè)定為17BTUs/1b-ft2-°F[96.5W÷(m2-℃)]。采用本發(fā)明的裝置，在工作條件與上述已有技術(shù)裝置相同的情況下，同樣的漢堡牛肉餅經(jīng)需4.7分針就能冷凍至0°F(-18℃)。
權(quán)利要求
1.一種用于把一種加熱的或冷卻的媒質(zhì)送向放在一個(gè)移動(dòng)著的傳送體上的食品的裝置，它包括(a)至少一個(gè)連續(xù)的通道，它至少橫向穿過(guò)該移動(dòng)的傳送體的寬度的主要部分，所述的通道有一個(gè)第一開(kāi)口和第二開(kāi)口，第一開(kāi)口用于接收一種加熱或冷卻媒質(zhì)的多向流，第二開(kāi)口用于以一單向流動(dòng)方式把加熱或冷卻媒質(zhì)排向該傳送體上的食物。
2.如權(quán)利要求1的裝置，其特征在于，該通道具有平行六邊形形狀。
3.如權(quán)利要求1的裝置，其特征在于，該通道的高度至少為通道寬度的兩倍。
4.如權(quán)利要求1的裝置，其特征在于，該第一開(kāi)口的橫截面的面積大于該第二開(kāi)口的橫截面的面積。
5.如權(quán)利要求4的裝置，其特征在于，該第一開(kāi)口呈V形。
6.如權(quán)利要求1的裝置，其特征在于，它還包括清除裝置，它可插入所述通道并可沿著至少是通道的長(zhǎng)度的一部分移動(dòng)，用于去掉或防止通道內(nèi)有外部物質(zhì)。
7.如權(quán)利要求6的裝置，其特征在于，該清除裝置還包括至少一支承件，它基本上垂直于該通道地延伸用于支承在該通道內(nèi)的清除裝置;和用于沿著通道的長(zhǎng)度移動(dòng)至少一個(gè)支承件的裝置。
8.如權(quán)利要求7的裝置，其特征在于，它包括多個(gè)分開(kāi)設(shè)置的橫穿移動(dòng)傳送體物的大部分的通道，所述的清除裝置包括至少一個(gè)桿，該桿沿著基本上是每個(gè)通道的整個(gè)高度伸入，并適于在清除裝置沿著通道的長(zhǎng)度運(yùn)動(dòng)時(shí)接觸通道的壁。
9.如權(quán)利要求8的裝置，其特征在于，它包括多排的所述的桿，各排的每個(gè)桿沿著基本上是各個(gè)通道的整個(gè)高度伸進(jìn)，每排的桿適于沿著通道長(zhǎng)度的一部分移動(dòng)，而各個(gè)通道的整個(gè)長(zhǎng)度是由各排桿的聯(lián)合運(yùn)動(dòng)橫穿通過(guò)的。
10.如權(quán)利要求7的裝置，其特征在于，它還包括導(dǎo)向裝置，用于在至少一個(gè)沿著通道長(zhǎng)度向基本為直線的路徑上引導(dǎo)所述的清除裝置。
11.如權(quán)利要求10的裝置，其特征在于，該導(dǎo)向裝置包括一平行于通道延伸的導(dǎo)向桿以及一具有允許該導(dǎo)向桿在所述直線路徑內(nèi)移動(dòng)的一個(gè)開(kāi)口的導(dǎo)向塊;以及一個(gè)用于把至少一個(gè)支承件緊固于該導(dǎo)向桿使支承件與該導(dǎo)向桿完全一致地移動(dòng)的裝置。
12.如權(quán)利要求7的裝置，其特征在于，所述的用于移動(dòng)至少一個(gè)支承件的裝置，它包括一氣動(dòng)裝置，它固定在支承件之一的一端上并可以沿著通道的長(zhǎng)度向前或向后地移動(dòng)至少一個(gè)支承件。
13.如權(quán)利要求8的裝置，其特征在于，至少一根桿具有用于接受一種流體的通路和至少一個(gè)用于把該流體排入通道的開(kāi)口。
14.一種用于加熱和冷卻食品裝置，它包括(a)一個(gè)用于接受食品的入口;(b)用于把該食品從入口送向一出口的輸送裝置;(c)用于產(chǎn)生一種加熱或冷卻媒質(zhì)的多向流的裝置;以及(d)一個(gè)食品處理部分，它被該輸送裝置橫向通過(guò)并包括至少一個(gè)連續(xù)通道，該連續(xù)通道橫向通過(guò)至少是該輸送裝置的寬度的較大部分，所述通道有一個(gè)第一開(kāi)口和第二開(kāi)口，該第一開(kāi)口用于接受多向流動(dòng)的加熱或冷卻媒質(zhì)，而第二開(kāi)口用于以一種單向流動(dòng)的方式把加熱或冷卻媒質(zhì)排向該輸送裝置。
15.如權(quán)利要求14的裝置，其特征在于，該通道呈平行六面體形。
16.如權(quán)利要求14的裝置，其特征在于，該通道高度至少是通道寬度的兩倍。
17.如權(quán)利要求14的裝置，其特征在于，該第一開(kāi)口的橫截面面積大于該第二開(kāi)口的橫截面面積。
18.如權(quán)利要求17的裝置，其特征在于，所述的第一開(kāi)口呈V字形。
19.如權(quán)利要求14的裝置，其特征在于，它還包括清除裝置，該清除裝置可插進(jìn)所述通道并可沿著至少是通道長(zhǎng)度的一部分移動(dòng)，用于去掉和防止通道內(nèi)有外部物質(zhì)。
20.如權(quán)利要求19的裝置，其特征在于，所述的清除裝置還包括至少一個(gè)支承件，它基本與通道垂直地延伸，用于支承在該通道內(nèi)的清除裝置，以及用于沿通道長(zhǎng)度移動(dòng)至少一個(gè)支承件的裝置。
21.如權(quán)利要求20的裝置，其特征在于，它包括多個(gè)橫向通過(guò)該輸送裝置的大部分的分開(kāi)設(shè)置的通道，所述的清除裝置包括至少一根桿，該桿沿著基本上是每個(gè)通道的整個(gè)高度伸入并可以在清除裝置沿通道長(zhǎng)度移動(dòng)時(shí)接觸通道壁。
22.如權(quán)利要求21的裝置，其特征在于，它包括多排所述的桿，各排的每一根桿沿著各通道的基本整個(gè)高度伸進(jìn)，每排的桿可以沿著通道長(zhǎng)度的一部分移動(dòng)，而由各排桿的聯(lián)合運(yùn)動(dòng)橫向地通過(guò)各通道的整個(gè)長(zhǎng)度。
23.如權(quán)利要求20的裝置，其特征在于，它還包括導(dǎo)向裝置，用于在沿通道長(zhǎng)度的至少一個(gè)基本為直線的路徑引導(dǎo)該清除裝置。
24.如權(quán)利要求23的裝置，其特征在于，該導(dǎo)向裝置包括一與該通道平行延伸的導(dǎo)向桿和一具有一允許導(dǎo)向桿在所述直線路徑上移動(dòng)的開(kāi)口的導(dǎo)向塊3以及用于把至少一個(gè)支承件緊固于導(dǎo)向桿使至少一個(gè)支承件與該導(dǎo)向桿完全一致地移動(dòng)的裝置。
25.如權(quán)利要求20的裝置，其特征在于，所述的用于移動(dòng)至少一個(gè)支承件的裝置包括一個(gè)氣動(dòng)裝置，它固定在支承件之一的一端上并可以沿著通道長(zhǎng)度向前或向后地移動(dòng)至少一個(gè)支承件。
26.如權(quán)利要求21的裝置，其特征在于，至少一根桿具有一用于接受流體的通路以及至少一個(gè)用于把流體排入該通道的開(kāi)口。
27.如權(quán)利要求14的裝置，其特征在于，所述食品處理部分是一個(gè)冷凍箱，所述連續(xù)的通道以一種單向流動(dòng)的方式把一冷卻媒質(zhì)排向輸送裝置。
28.一種加熱或冷卻食品的方法，它包括把一種加熱或冷卻媒質(zhì)的單向流動(dòng)通進(jìn)至少一個(gè)連續(xù)通道。該通道橫向通過(guò)在其上放有食品的移動(dòng)著的傳送體的大部分寬度;以及通過(guò)一第二開(kāi)口使加熱或冷卻媒質(zhì)以一種單向流動(dòng)方式排向放在所述移動(dòng)傳送體上的食品。
29.如權(quán)利要求28的方法，它還包括將至少一根清除桿插進(jìn)所述的至少一個(gè)連續(xù)通道中，以及使清除桿沿著至少一個(gè)通道上整個(gè)長(zhǎng)度移動(dòng)以去掉或防止通道內(nèi)有外部物質(zhì)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于把加熱媒質(zhì)或冷卻媒質(zhì)送向移動(dòng)著的食品的裝置，它包括有至少一個(gè)橫向通過(guò)被輸送食品的寬度主要部分的、用于把一種多向流動(dòng)的加熱媒質(zhì)或冷卻媒質(zhì)轉(zhuǎn)變成單向流的連續(xù)通道；一個(gè)用于去掉通道內(nèi)的外部物質(zhì)或防止外部物質(zhì)出現(xiàn)在該通道內(nèi)的裝置；還涉及采用本發(fā)明的這種裝置的烤箱和冷凍箱。
文檔編號(hào)F25D21/06GK1094155SQ9410087
公開(kāi)日1994年10月26日 申請(qǐng)日期1994年1月20日 優(yōu)先權(quán)日1993年2月26日
發(fā)明者約翰·J·阿泡勒尼亞, 羅伯特·馬斯凱塔, 喬治·威特爾 申請(qǐng)人:波克股份有限公司