Изобретение относится прежде всего к способу регулирования температуры в климатической камере, при котором воздушный поток вводится и направляется через климатическую камеру для нагрева или охлаждения находящегося там продукта, температура воздушного потока регулируется при помощи средства для нагрева или охлаждения, и температура воздушного потока доводится до требуемой температуры первым средством для нагрева или охлаждения во время ввода воздушного потока в климатическую камеру.
Из патента DE 4002560 известны способ регулирования температуры в климатической камере и климатическое устройство. Согласно этому документу возможно предварительно повышать температуру воздушного потока при введении воздушного потока в климатическую камеру. В известном решении используется устройство, которое размещено в одной из стенок, окружающих климатическую камеру. При применении известного способа возможно осуществление регулирования общей температуры находящегося в климатической камере воздуха. Известный способ используется, между прочим, для регулирования температуры в инкубаторах для высиживания птенцов из яиц, например куриных яиц.
В известном климатическом устройстве, которое используется для инкубации яиц, в центре климатической камеры установлено средство управления температурой в климатической камере. В дополнение к этому средству нагрева и/или охлаждения обычно имеются вентиляторы для рассеивания нагретого или охлажденного воздуха по всей климатической камере. В случае с яйцами, например, при использовании таких вентиляторов трудно получить такой воздушный поток, который обеспечивает требуемую температуру для всех яиц. Во-первых, с известными в настоящее время вентиляторами трудно достичь равномерного воздушного потока через климатическую камеру. Кроме того, трудно предотвратить образование температурных градиентов. Так как средство нагрева и/или охлаждения расположено по центру, яйца, расположенные рядом с этим средством, обычно нагреваются или охлаждаются быстрее и более эффективно.
Принцип действия и конструкция известного климатического устройства, которое используется для инкубации яиц, более подробно описываются ниже со ссылкой на фиг.1.
Задача настоящего изобретения заключается в создании способа типа, описанного в вводной части, при котором достигается оптимальный, равномерный воздушный поток через климатическую камеру, при котором продукты, расположенные в климатической камере, могут нагреваться или охлаждаться посредством воздушного потока, и при котором предотвращается, насколько возможно, образование температурных градиентов в климатическом устройстве.
В настоящем изобретении эта задача решается тем, что при направлении по продукту в климатической камере воздушный поток пропускается через второе средство для нагрева или охлаждения для ликвидации любого нагревания или охлаждения воздушного потока, и затем направляют его по продукту, расположенному в климатической камере ниже по потоку относительно второго средства для нагрева или охлаждения.
Преимущество этого способа заключается в том, что температура воздуха, который используется для передачи тепла продуктам, расположенным в климатической камере, или используется для рассеивания тепла, которое вводится в климатическую камеру продуктами, после теплообмена с продуктами может быть восстановлена до требуемой температуры воздуха при помощи второго теплообменника.
Кроме того, согласно данному изобретению можно пропускать воздушный поток в климатической камере через третье средство для нагрева или охлаждения для ликвидации любого нагревания или охлаждения воздушного потока и направлять воздушный поток по продукту, расположенному в климатической камере ниже по потоку относительно третьего средства для нарева или охлаждения. Настоящее изобретение, кроме того, относится к климатическому устройству, содержащему климатическую камеру, имеющую нижнюю стенку, верхнюю стенку, переднюю и заднюю боковые стенки и первую и вторую торцевые стенки, средство для нагрева или охлаждения для доведения температуры воздушного потока до соответствующей температуры во время ввода воздушного потока в камеру и вентиляционное средство для создания воздушного потока через климатическую камеру.
В климатическом устройстве согласно изобретению торцевые стенки выполнены воздухопроницаемыми для прохода через них воздушного потока, а вентиляционное средство используется для создания воздушного потока от первой торцевой стенки через климатическую камеру ко второй торцевой стенке, при этом между торцевыми стенками установлена по меньшей мере одна воздухопроницаемая перегородка, в которой установлено средство нагрева или охлаждения.
В этом случае средство предварительного нагрева или охлаждения предпочтительно устанавливается в первой торцевой стенке и устройство имеет средство управления для установки температуры средства нагрева или охлаждения и средства предварительного нагрева или охлаждения.
Эти меры обеспечивают втекание воздушного потока в климатическую камеру с одной стороны климатической камеры и вытекание из климатической камеры с другой стороны. После прохождения воздушного потока через ограниченное количество продуктов он проходит через перегородку. Так как эта перегородка содержит средство управления температурой воздушного потока, то таким образом можно регулировать температуру воздуха. Если воздух нагрелся или охладился в результате прохождения через продукты, расположенные в климатическом устройстве, то это охлаждение или нагревание может быть ликвидировано. Продукты, которые расположены ниже по потоку относительно перегородки, входят тогда в соприкосновение с протекающим воздухом, температура которого снова доведена до оптимальной. Вкратце: в результате этих мер локально регулируется температура протекающего воздуха.
Устройство в соответствии с настоящим изобретением имеет дополнительно улучшение в том, что вентиляционное средство взаимодействует при помощи воздуховода с первой торцевой стенкой, причем степень воздухопроницаемости первой торцевой стенки меньше степени воздухопроницаемости первой (по направлению потока) перегородки.
В этом случае предпочтительно, чтобы воздухопроницаемость второй торцевой стенки была меньше воздухопроницаемости последней (по направления потока) перегородки.
Этим обеспечивается то, что воздух не может свободно втекать в климатическое устройство через первую торцевую стенку, но скорее создается давление перед первой торцевой стенкой климатического устройства, в этом случае воздух равномерно втекает в климатическое устройство как на верхней стороне, так и на нижней стороне стенки. Таким образом, насколько возможно, устраняется различие в скорости потока по поверхности стенки. Эти меры улучшают равномерность воздушного потока через климатическую камеру.
В соответствии с настоящим изобретением воздухопроницаемость первой торцевой стенки равна предпочтительно 5-25%, более предпочтительно 5-15% и наиболее предпочтительно 10%, тогда как воздухопроницаемость первой (по направлению потока) перегородки равна предпочтительно 20-50%, более предпочтительно 25-40% и наиболее предпочтительно 30%.
В этом случае предпочтительно, чтобы воздухопроницаемость второй торцевой стенки была равна предпочтительно 5-25%, более предпочтительно 5-15% и наиболее предпочтительно 10%, тогда как воздухопроницаемость последней (по направлению потока) перегородки равна предпочтительно 20-50%, более предпочтительно 25-40% и наиболее предпочтительно 30%.
Эти меры дополнительно оптимизируют воздушный поток через климатическую камеру.
В соответствии с настоящим изобретением расстояние, измеренное по направлению потока, между последовательными торцевыми стенками и перегородками может соответствовать ширине двух стандартных инкубационных тележек.
В этом случае высота торцевых стенок, боковых стенок и перегородок предпочтительно соответствует высоте стандартной инкубационной тележки.
В известных инкубаторах общее количество инкубационных тележек обычно равно 12. Описанные выше меры позволяют использовать стандартные инкубационные тележки в стандартном процессе производства на ферме. Тогда для соответствия с компонентами инкубационного процесса можно обойтись без дополнительного переоборудования.
Кроме того, в соответствии с настоящим изобретением по меньшей мере одна боковая стенка может быть выполнена в виде раздвижной стенки.
Эти меры обеспечивают то, что, когда раздвижная стенка открыта, существует достаточное свободное пространство для передвижения инкубационных тележек, чтобы вкатывать их в климатическую камеру и выкатывать из нее.
Ниже подробно описывается настоящее изобретение со ссылкой на чертежи, на которых:
На фиг. 1 показан вид спереди в разрезе климатической камеры известного уровня техники с расположенными в ней инкубационными тележками.
На фиг. 2 показан вид спереди в разрезе климатического устройства в соответствии с настоящим изобретением с расположенными в нем инкубационными тележками.
На фиг.3 схематически изображена перегородка климатического устройства, показанного на фиг.2.
На фиг.4 показан разрез по линии IV-IV части перегородки, показанной на фиг.3.
На фиг. 5 показан разрез возможного варианта выполнения двери климатического устройства в соответствии с изобретением.
На фиг.1 показана климатическая камера 1, которая образует часть климатического устройства известного уровня техники. Климатическая камера 1 содержит нижнюю стенку 2, верхнюю стенку 3, первую торцевую стенку 4 и вторую торцевую стенку 5. Кроме того, климатическая камера 1 дополнительно ограждена боковыми стенками (не показаны). Для того, чтобы иметь возможность регулировать температуру в климатической камере 1, средство нагрева и/или охлаждения 6, схематически показанное на чертеже, расположено по центру климатической камеры 1. Для того, чтобы иметь возможность распределять тепло или холод, создаваемые этим средством нагрева и/или охлаждения 6, по всей климатической камере 1, рядом со средством нагрева и/или охлаждения 6 по обеим сторонам его установлены вентиляторы 7. Эти вентиляторы 7 используются для создания воздушного потока через климатическую камеру 1. Для того, чтобы иметь возможность управлять влажностью в климатической камере 1, а также температурой, резервуары, с помощью которых вода может разбрызгиваться в климатической камере 1, установлены в климатической камере 1.
Кроме того, на фиг.1 показано, что инкубационные тележки 15 расположены в климатической камере 1. Эти инкубационные тележки 15 снабжены лотками 16, на которые можно положить яйца, например куриные яйца. При инкубации куриных яиц яйца находятся в климатической камере примерно 18 дней. В начале процесса инкубации тепло должно подаваться к яйцам при помощи средства нагрева и/или охлаждения. Через некоторое время, когда в яйцах начинает развиваться зародыш, яйца начинают выделять тепло. 4800 яиц можно уложить в стандартную инкубационную тележку 15. Двенадцать инкубационных тележек устанавливается в стандартной инкубационной камере или климатической камере 1. Это означает, что в климатической камере 1 находится 57600 куриных яиц. В ходе процесса инкубации эти яйца вместе вырабатывают огромное количество энергии.
Единственной возможностью подвести энергию к яйцам или отвести ее от них в ходе процесса инкубации является использование как средства нагрева и/или охлаждения 6, так и вентиляторов 7. При использовании климатической камеры 1 известного уровня техники, как показано на фиг.1, оказалось невозможным производить точное регулирование температуры во всех точках климатической камеры 1. Средняя идеальная температура инкубации во время процесса инкубации составляет примерно 37,6oС. В климатическом устройстве известного уровня техники могут иметь место температурные отклонения 1,7oС или более. Причина этого заключается в том, что вентиляторы не могут направить воздух последовательно по всем яйцам. В последнее время яйца стали значительно больше, в результате чего становится все более сложным осуществлять обтекание яиц воздушным потоком. В результате будет дополнительно увеличиваться разность температур. Следовательно, не все яйца будут инкубироваться при наиболее идеальных условиях. Во-первых, это означает, что не все яйца будут выведены. Во-вторых, что качество цыплят из яиц не является оптимальным.
Задача настоящего изобретения заключается в создании климатической камеры, в которой можно более точно регулировать температуру, влажность и воздушный поток.
На фиг.2 показано климатическое устройство 20 в соответствии с настоящим изобретением. Климатическое устройство 20 содержит климатическую камеру 21, в которой установлены инкубационные тележки 15. Климатическая камера 21 содержит нижнюю стенку 2, верхнюю стенку 3, первую торцевую стенку 4 и вторую торцевую стенку 5. Кроме того, климатическая камера снабжена с передней и задней своей стороны боковыми стенками (не показаны). Теплообменники, выполненные в виде перегородок 22, расположены между первой торцевой стенкой 4 и второй торцевой стенкой 5. Климатическая камера 21, кроме того, окружена внешними стенками 23, 24 и 25, при помощи которых климатическое устройство 21 отделено от окружающей среды. Кроме того, вентиляционное средство 27, например, в виде центробежного вентилятора установлено в климатическом устройстве 20. Этот центробежный вентилятор приводится во вращение при помощи двигателя 29. Под вентилятором 27 находится заслонка 60. Когда эта заслонка 60 открыта, то можно легко получить доступ к вентилятору 60, например, для проведения технического обслуживания и ремонта.
Две перегородки 22, 22а установлены в климатической камере 21 по существу параллельно торцевым стенкам 4 и 5. В этих перегородках 22, 22а установлено средство 52 нагрева и/или охлаждения. Средство нагрева и/или охлаждения может быть выполнено в виде труб, расположенных напротив стенки 22, 22а (см. фиг.3).
Кроме того, средство предварительного нагрева или охлаждения предпочтительно установлено в первой торцевой стенке 4. Это средство предварительного нагрева или охлаждения также может быть выполнено в виде труб.
Кроме того, климатическое устройство 20 содержит сопло 28 для впрыскивания влаги в воздух, чтобы воздействовать на атмосферную влажность. Температура и влажность воздуха, протекающего через вторую торцевую стенку 5, измеряются при помощи измерительного средства 43. Это измерительное средство подсоединено к средству управления 70 (см. фиг.3), которое подсоединено к средству нагрева и/или охлаждения.
Климатическое устройство согласно настоящему изобретению работает следующим образом. При помощи вентиляционного средства 27 создается воздушный поток по направлению стрелок 30. Воздух перемещается вперед через верхнюю камеру климатического устройства 20 по направлению стрелок 31 и 32. В зависимости от измеренной атмосферной влажности влага вводится в воздух при помощи сопла 28. Когда воздушный поток проходит через первую торцевую стенку, воздух проходит через средство предварительного нагрева или охлаждения. При помощи этого средства температура воздушного потока доводится до требуемой. От первой торцевой стенки 4 воздух перемещается вперед по направлению ко второй торцевой стенке 5. Если продукты расположены в климатической камере 21, воздушный поток направляется по этим продуктам. Фиг.2 показывает пример, в котором в климатической камере 21 установлены инкубационные тележки 15. Когда воздушный поток прошел через две инкубационные тележки 15 (по направлению перемещения), то воздушный поток затем проходит через первую перегородку 22. Воздушный поток окружает средство нагрева и/или охлаждения. При помощи этого средства можно регулировать температуру воздуха в месте расположения первой перегородки 22. Таким образом можно ликвидировать любое нагревание или охлаждение воздуха, вызванные теплообменом между воздушным потоком и продуктами.
Затем воздух протекает вперед через другие две инкубационные тележки 15, расположенные одна за другой, а затем через вторую перегородку 22а. Температура воздушного потока снова может регулироваться в месте расположения этой второй перегородки 22а. Воздух протекает вперед по направлению стрелок 33 через дальнейшие две инкубационные тележки 15 (не показаны) и, наконец, через вторую торцевую стенку 5 по направлению стрелок 34.
После того, как он пройдет через вторую торцевую стенку 5, воздушный поток снова будет перемещаться по направлению стрелок 31, 32 и т.д. при помощи вентиляционного средства 27.
На фиг. 2 показано, что лотки 16 последовательных инкубационных тележек 15 расположены попеременно под противоположно направленными углами 45o относительно вертикали. Посредством размещения лотков последовательных тележек в отличие от лотков известного уровня техники под чередующимися углами обеспечивается то, что воздушный поток через климатическую камеру становится настолько равномерным, насколько это возможно.
Для того, чтобы обеспечить разность температур в жидкости, которая используется для нагрева или охлаждения перегородок 22 (22а), жидкость, подаваемая вниз, должна циркулировать при помощи циркуляционного насоса. Таким образом можно обеспечить выравнивание любых разностей температур.
Для обеспечения насколько возможно эффективной подачи воздуха через климатическую камеру 21 воздухопроницаемость первой торцевой стенки 4 выбирается меньше воздухопроницаемости перегородок 22, 22а. Воздухопроницаемость первой торцевой стенки 4 может составлять, например, 10%. В этом случае воздухопроницаемость перегородок 22, 22а может составлять 30%. Это означает, что определенное давление может создаваться в пространстве, которое, если смотреть по направлению потока, находится перед первой торцевой стенкой 4, и воздух затем нагнетается через торцевую стенку 4. Воздухопроницаемость торцевой стенки 5 также выбирается меньше воздухопроницаемости перегородок 22, 22а. Проницаемость второй торцевой стенки 5 может быть выбрана, например, равной 10%. Без переменной величины воздухопроницаемости стенок 4, 5 и перегородок 22, 22а существует опасность того, что воздух после направления потока 31 будет проходить через первую торцевую стенку 4 в ее нижней части, а затем выходить из климатической камеры 21 через верхнюю часть торцевой стенки 5. В этом случае равномерный поток невозможен. Ясно, что возможны другие величины воздухопроницаемости последовательных стенок 4, 5 и перегородок 22, 22а для достижения вышеописанного эффекта.
Вышеописанный эффект подразумевает то, что в зависимости от нагрева или охлаждения воздуха яйцами в инкубационных тележках 15 температура воздуха может быть восстановлена до требуемой величины. Тогда можно регулировать расстояние между последовательными перегородками, принимая во внимание разность температур между воздушным потоком в климатической камере 21 и продуктами.
Выше описан вариант выполнения, в котором средство предварительного нагрева или охлаждения установлено в первой торцевой стенке 4. Преимущество такого варианта заключается в том, что стенки 4, 5 и перегородки 22 и 22а в принципе могут быть идентичной конструкции. Так как предпочтительно, чтобы проницаемость стенки 4 и перегородки 22 отличалась, то единственным отличием между стенками является степень воздухопроницаемости.
Понятно, что средство предварительного нагрева или охлаждения также может быть установлено во второй торцевой стенке 5, так как нет теплообмена между воздушным потоком и продуктами на пути потока от второй торцевой стенки 5 обратно к первой торцевой стенке. Однако, так как свежий окружающий воздух может добавляться к воздушному потоку вблизи вентилятора 27, который может оказывать влияние на температуру воздушного потока, то предпочтительно установить средство предварительного нагрева или охлаждения в первой торцевой стенке 4.
В качестве альтернативного варианта, конечно, можно использовать отдельно установленный теплообменник на пути потока между торцевой стенкой 5 и торцевой стенкой 4, исполняющий функции средства предварительного нагрева или охлаждения.
Устройство 20 дополнительно содержит средство 40 для измерения содержания СO2 в воздухе. В зависимости от уровня содержания СO2 свежий окружающий воздух может добавляться к воздушному потоку при помощи вентиляционного отверстия 41. Воздух может выводиться из климатического устройства 20 при помощи отверстия 42.
Инкубационные тележки 15, которые установлены в климатической камере 21, снабжены лотками 16, как было указано выше. Для того, чтобы обеспечить хороший температурный теплообмен между яйцами на лотках 16 и воздушным потоком, эти лотки 16 могут быть наклонены относительно горизонтали. В известном уровне техники обычно поворачивают лоток 16 примерно через 1 час из первого наклонного положения во второе наклонное положение. Оба наклонных положения показаны на фиг.3. В известном уровне техники все лотки 16 всех тележек 15 обычно находятся в одинаковом положении в тот же самый момент времени. В соответствии с настоящим изобретением можно изменять положение лотков 16 в инкубационной тележке 15. Это гарантирует то, что воздух протекает еще более равномерно через климатическую камеру 21.
Кроме того, как указано выше, климатическое устройство 20 закрывается с передней и задней сторон боковыми стенками (не показаны). Необходимо предусмотреть возможность по меньшей мере частичного удаления этой боковой стенки, чтобы можно было вкатывать и выкатывать инкубационные тележки 15. Можно выполнить переднюю боковую стенку в виде раздвижной стенки 50 (см. фиг. 3). Эта раздвижная стенка 50 может быть выполнена, например, в виде роликовой задвижки. Преимущество этого заключается в том, что, когда раздвижная стенка 50 открыта, нет препятствий, чтобы вкатывать инкубационные тележки 15 в климатическую камеру 21 и выкатывать из нее.
Назначение и конструкция перегородок 22, 22а ниже описываются со ссылкой на фиг.3.
На фиг.3 показан вид сбоку боковой стенки 22. Как описано выше, боковая стенка выполнена по меньшей мере частично воздухопроницаемой. Боковая стенка, например, может включать перфорированную пластину 51, причем средство 50 для нагрева и/или охлаждения, выполненное в виде труб, прикреплено внутри или на пластине для прохождения по ним нагревающей или охлаждающей среды, например, такой как вода. На фиг.3 видно, что трубы 52 имеют U-образную форму, причем одно колено этой U-образной формы подсоединено к подводящей трубе 53 для нагревающей или охлаждающей среды, а второе колено этой U-образной формы подсоединено к отводной трубе 54. Конструкция боковых стенок 22, 22а обеспечивает очень хороший контакт между воздухом, который подается через них, и нагревающими и/или охлаждающими трубами. Возможный вариант прикрепления труб 52 к пластине 51 показан на фиг.4. На фиг.4 показано, что стенка 51 плотно прилегает к внешней стенке трубы 52. Это обеспечивает хорошую теплопередачу между трубой 52 и массой пластины 51. Трубы 52, например, выполняются из меди, а пластина 51 может быть выполнена из алюминия.
При сравнении фиг.1 и 2 видно, что верхние лотки инкубационных тележек 15 в устройстве, показанном на фиг.2, расположены ближе к потолку, чем верхние лотки в устройстве, показанном на фиг.1. Это возможно в результате того, что приподнятые секции расположены в пространстве над перекрытием устройства, показанного на фиг.2, причем в этих приподнятых секциях можно установить поворотное устройство для лотков.
На фиг.5 показан возможный вариант выполнения раздвижной стенки (двери) для климатического устройства в соответствии с настоящим изобретением. Как уже было описано со ссылкой на фиг.3, дверь может быть выполнена в виде роликовой задвижки. На фиг.5 показан вариант, при котором дверь образована плоской панелью 80, которая может подниматься или опускаться при помощи приводного механизма 81. В нижнем положении (обозначенном позицией 80') панель, которая служит в качестве двери 80, может быть наклонена для проведения очистки двери 80.
Выше описано климатическое устройство, которое снабжено климатической камерой. Вышеописанное климатическое устройство особенно подходит для размещения инкубационных тележек для яиц в климатической камере. Понятно, что вышеописанное климатическое устройство можно эффективно использовать для различных других камер, в которых необходимо иметь возможность точно регулировать температуру воздуха, влажность и воздушный поток.
Например, способ и устройство в соответствии с настоящим изобретением также особенно подходят для применения в инкубационных устройствах. Это устройства, в которые обычно помещают яйца примерно на три дня, перед тем как яйца фактически будут выведены.
Изобретение предназначено для использования в области, требующей поддержания необходимой температуры в камере, в частности, при инкубации яиц, регулирования температуры воздушного потока и доведения ее до требуемой во время ввода его в камеру первым средством для предварительного нагрева или охлаждения. Воздушный поток направляют по продукту в камере. Ликвидируют нагрев или охлаждение потока, пропуская его через второе средство для нагрева или охлаждения. Направляют воздушный поток по продукту, расположенному в камере за этим вторым средством. Между торцевыми стенками в камере установлена по меньшей мере одна перегородка. Второе средство для нагрева или охлаждения размещено в ней. Торцевые стенки и перегородка выполнены воздухопроницаемыми для воздушного потока. Изобретение обеспечивает создание в камере комфортных для продукта условий. 2 с. и 10 з.п. ф-лы, 5 ил.
| DE 4002560 А, 01.08.1991 | |||
| US 3923006 А, 02.12.1975 | |||
| Способ изготовления профилей W-образного сечения из листовых заготовок | 2022 |
|
RU2791199C1 |
