CN105189159A - 具有双风幕的冷藏集装箱 - Google Patents

具有双风幕的冷藏集装箱 Download PDF

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Abstract

本文公开了一种运输冷藏***，其包括：集装箱(22)，其具有配备至少一个门(26)的门道(27)；冷藏***(30)，其包括用于沿空气流路驱动空气(512)的第一可逆转风机(82)和沿所述空气流路用于冷却所述空气的吸热交换器(80)；以及第二风机(100)，其被定位以便在至少一种操作模式下驱动风幕流(5201)向下穿过所述门道。

Description

具有双风幕的冷藏集装箱
相关申请的交叉引用
本申请要求于2013年5月3日提交的标题为“RefrigeratedContainerwithDualAirCurtain”的美国专利申请序列号61/819,147的利益，该专利申请的公开内容以引用的方式整体并入本文中，如同对其详尽地阐述一样。
发明背景
本公开涉及运输冷藏。更具体地说，本公开涉及运输冷藏***中的空气处理。
运输冷藏***包括货物/装运集装箱、拖车和载重汽车。其分别涉及一个或多个冷藏隔间和被定位以便冷却隔间内的循环气流的冷藏***。根据实现方式，冷藏设备可安装至集装箱的外部或安装在集装箱中的分隔间内。在较大型载重汽车上，集装箱通常为安装于载重汽车车架顶上的独立箱体。在诸如轻型商用车(LCV)的较小型载重汽车上，集装箱可形成在车辆的已有主体结构内。
许多载重汽车和拖车构造将设备安装在集装箱的前面，常常位于前壁的较高位置处，以使得用于将冷却的空气排放到隔间中的出口靠近隔间天花板。
由Clavier等人在2011年捷克共和国布拉格的“23rdIIRInternationalCongressofRefrigeration”上所作的“InfiltrationHeatLoadthroughtheDoorwayofaRefrigeratedTruckProtectedwithanAirCurtain”报告中提出一种可选构造。在Clavier等人的报告中，安装在箱体顶上靠近后端处的冷藏单元包括：第一空气流路，其通过蒸发器且向下正好位于后门道的前方；以及第二空气流路，其将外部风幕向下带入打开的门道中。
发明概要
本公开的一个方面涉及运输冷藏***，其包括：集装箱，该集装箱具有配备至少一个门的门道；以及冷藏***。该冷藏***包括：用于沿空气流路驱动空气的第一可逆转风机；以及沿空气流路用于冷却空气的吸热交换器。第二风机被定位以便在至少一种操作模式下驱动风幕流向下穿过门道。
在前述实施方案的任一个的一个或多个实施方案中，冷藏***进一步包括：压缩机，其用于沿制冷剂流路驱动制冷剂流；以及散热热交换器，其沿制冷剂流路位于压缩机的下游。
在前述实施方案的任一个的一个或多个实施方案中，压缩机和散热热交换器安装在集装箱的前面，且吸热热交换器安装在集装的顶部。
在前述实施方案的任一个的一个或多个实施方案中，冷藏***具有沿前面安装的另一吸热热交换器。
在前述实施方案的任一个的一个或多个实施方案中，第三风机被定位以便驱动气流穿过该另一吸热热交换器。
在前述实施方案的任一个的一个或多个实施方案中，集装箱为载重汽车箱体或拖车箱体。
在前述实施方案的任一个的一个或多个实施方案中，控制器被配置成：在第一模式下操作，其中门被关闭且气流的沿空气流路的支流向上传递至门的内侧；以及在第二模式下操作，其中门被打开，气流的沿空气流路的支流向下传递至门道附近，且风幕流被向下驱动穿过门道。
在前述实施方案的任一个的一个或多个实施方案中，在第一模式下，第二风机被关闭。
在前述实施方案的任一个的一个或多个实施方案中，用于操作***的方法包括：在第一模式下操作，其中门被关闭且空气流路的支流向上传递至门的内侧；以及在第二模式下操作，其中门被打开，空气流路的支流向下传递至门道附近，且风幕流被向下驱动穿过门道。
在前述实施方案的任一个的一个或多个实施方案中，该操作响应于检测出门的打开而从第一模式切换为第二模式。
在前述实施方案的任一个的一个或多个实施方案中，该操作响应于检测出门的关闭而从第二模式切换回到第一模式。
在前述实施方案的任一个的一个或多个实施方案中，第一模式与第二模式之间的切换包括使第一风机逆转。
在前述实施方案的任一个的一个或多个实施方案中，在第一模式下，气流为沿顶部向前传递的大体循环气流。
本公开的另一方面涉及用于操作具有集装箱的冷藏运输***的方法，该集装箱具有门道和门。该方法包括：在门关闭的第一模式下操作，包括沿流路驱动气流传递通过充当吸热热交换器的热交换器，该流路沿与门相邻的支流向上延伸；以及在门打开的第二模式下操作，包括：沿流路驱动第一气流传递通过热交换器，该流路沿与门道相邻的第一风幕支流向下延伸，以及沿与第一风幕支流相邻的第二风幕支流向下驱动第二气流。
在前述实施方案的任一个的一个或多个实施方案中，第二气流具有外部入口。
在前述实施方案的任一个的一个或多个实施方案中，该气流由第一风机驱动，该第一气流由第一风机驱动，且该第二气流由第二风机驱动。
在前述实施方案的任一个的一个或多个实施方案中，检测出门的打开，且响应于该检测，操作从第一模式切换为第二模式。
在前述实施方案的任一个的一个或多个实施方案中，在第二模式下，热交换器被除霜。
一个或多个实施方案的细节在以下附图和描述中阐述。根据描述和附图以及根据权利要求，其它特征、目标和优点将显而易见。
附图简述
图1为第一操作模式下的冷藏运输***的简化侧截面视图。
图2为图1的***在第二操作模式下的视图。
图3为第一操作模式下的第二冷藏运输***的简化侧截面视图。
图4为图3的***在第二操作模式下的视图。
各种附图中的相同参考编号和名称指示相同要素。
具体实施方式
图1示出呈拖车20形式的冷藏运输***，该***具有呈箱体22形式的集装箱，该集装箱具有内部24(示出为两个分隔间24A和24B)。在示例性箱体中，门(例如，卷帘门或一对侧铰链门)26位于形成在箱体的后部的门道27处。设备隔间(设备箱体)28沿箱体的前面定位且包含冷藏***30。
示例性冷藏***30包括蒸汽压缩***，该蒸汽压缩***包括压缩机32。沿制冷剂流路位于压缩机下游的按顺序为散热热交换器34(例如，冷凝器或气体冷却器)、膨胀装置36(例如，电子膨胀阀(EEV))和吸热热交换器(蒸发器)38。这些通过适当的制冷剂线路连接。示例性热交换器为制冷剂-空气热交换器，且可具有驱动气体流动穿过的相关联风机40、42。穿过冷凝器34的示例性气流被示出为500，且穿过蒸发器的示例性气流被示出为502。流500和502沿相应流路504和506传递。在各种实现方式中，设备箱体28还可包含诸如内燃机的电源，该电源驱动发电机以便反过来为压缩机和风机供电。可选实现方式可涉及车辆电力的使用。另一可选冷藏***可涉及具有一个或多个散热热交换器的化学或低温***，所述***被定位以便冷却隔间或与该隔间连通的气流。
示例性箱体22由前面52、顶部54、底部56以及左侧和右侧上的绝缘壁结构50形成，其中门26也被绝缘。示例性壁50具有与冷藏***相关联的至少一个穿透部分。在示例性实施方案中，穿透部分涉及设备箱体的位于前壁的孔径内的后部部分。设备箱体28界定导管60，该导管60从沿箱体的尾壁的第一低端口(入口)62延伸至沿尾壁的第二高端口(出口)64。在该导管内，蒸发器38及其相关联风机沿空气流路布置。
示例性第一分隔间24A为通过物理屏障70与第二分隔间24B分开的向前分隔间，该物理屏障70呈幕或壁的形式。示例性壁为可移动分隔壁(例如，具有聚氨酯泡沫芯材和玻璃纤维面板的轻质绝缘壁)。这种分隔壁可包括一个或多个门(未图示)。流502被示出为大体循环流，该大体循环流沿箱体顶部54的下侧从出口64向尾部/后部传递并且然后沿屏障70的向前表面向下传递，沿箱体底部56向前分流且然后沿箱体前面52向上回到入口62。该图解说明为示意图。实际上，这些流的分支将传递通过存储在分隔间24A中的各种物品之间的间隙。
分隔间24B具有其自身的与其风机82(例如，电动风机)相关联的散热热交换器(蒸发器)80。存在用于将蒸发器80连接至冷藏***的其余部分的各种可能构造。在一些实施例中，该蒸发器可与蒸发器38并联。在其它实施例中，蒸发器80可与蒸发器38串联。在其它实施例中，蒸发器80可具有其自身的膨胀装置88(位于设备箱体中或位于蒸发器80的局部；被示出位于蒸发器的线路84中，还示出从蒸发器返回的线路86)；且该组合可与膨胀装置36和蒸发器38的组合并联。其它布置也可能。蒸发器80及其风机82定位在具有第一端口(第一模式下的入口)92和第二端口(第一模式下的出口)94的导管90内。穿过蒸发器80的示例性第一模式气流被示出为512。该气流被大体上示意性地示出为具有出口支流，该出口支流向从出口94向前传递至箱体顶部的下侧附近，且沿向下支流向下分流，该向下支流沿屏障70的后面。气流512及其相关联的流路514然后沿底部向后分流，且然后被风机82向上驱动回到入口92。图1进一步示意性地示出虚线分流513，该分流513可在隔间内在存储于隔间内的各种物品之间更为集中地传递。
在一个示例性实现方式中，在正常操作中，两个分隔间保持在不同温度下。例如，第一分隔间24A可为冷冻食品隔间，第二分隔间24B可为非冷冻易腐食品隔间，该第一分隔间24A保持在比第二分隔间24B低的温度下。
在门被打开的装载和卸载情形下，希望的是在维持冷却的同时降低内部与外部之间的空气交换。
图2示出处于门26被打开以进行装载和卸载的第二模式下的***20。第二模式使用额外风机100，以用于沿流路522将气流520驱动至门道27附近以便形成风幕520-1。示例性风机100位于具有入口104和出口106的导管102中。示例性入口104可为沿门道后部的高入口，或可沿箱体的顶部。出口106可沿导管102向前隔开，且可与导管90的第一端口92相邻。该风幕流返回至车辆的与门道的底部相邻的外部。图2还示出相对于正常图1第一模式的流512的方向逆转(成为512′)。这引起端口94变成入口，且端口92变成出口。流512′的离开端口92的支流正好在风幕520的内侧形成风幕512′-1。两个风幕之间可存在一些连通/混合。然而，相对于仅存在由流512形成的风幕这一基线，内部与外部之间的总连通可降低。
在图1的模式下，流512的沿箱体顶部的下侧的向前排放有助于将低温空气投入箱体深处以便用于冷却。在图2的模式下，反向向下排放可提供若干益处中的一个或多个。首先，其可允许更为明显的幕流。而且，其可降低箱体的更为远离门的部分的空气交换量，并由此减轻渗透的环境空气使这些部分中的所含物升温的趋向。
图1进一步示出可帮助引导空气至导管102中的空气动力学车顶延伸部140。图2还示出端口92和106处的用于校准第二模式风幕流的蜂窝材料142和144。
图3示出单隔间拖车220，其中蒸发器80是唯一的蒸发器，而压缩机32和冷凝器34仍然定位在箱体221的前方。其它特征可与拖车20相同或类似。图3示出与图1类似的正常第一模式(门关闭)操作。
图4示出图3的***，该***处于与图2类似的第二(门打开)操作模式。
在前述***的任一个的另一变体中，设备箱体可重新定位成下安装箱体。在其它变型中，蒸汽压缩***可利用不同技术进行替换。示例性可选技术为低温***，其中诸如液氮的制冷剂在传递通过一个或多个吸热热交换器且然后被排放至大气之前存储在储罐中且在一个或多个膨胀装置中膨胀。
在实施方案20、220的任一个中，操作可由控制器200控制。示例性控制器200可为常见控制器(例如，具有处理器、存储器和/或用于存储和执行控制指令的存储空间)，该控制器控制***操作的各种方面，但是可利用程序/算法对其进行修改以便执行本文所描述的额外功能。因此，控制器200可被编程为在两种模式之间切换。模式之间的示例性切换响应于检测出的门26的打开和/或关闭(例如，借助于门传感器(例如，简单开关，未图示))。在一个实施例中，打开门会将相关联的开关接通或关闭。响应于开关状态的变化指示门打开。当门关闭时，控制器***返回至第一模式。控制器通过将风机82的方向(例如，电机旋转方向)逆转并起动风机100来进入第二模式。因此，风机82为可逆转风机(例如，轴流风机)，且控制器被配置成视需要逆转风机的方向以便在模式之间进行切换。
在另一变型的实施例中，第二模式可与除霜循环模式相关联(始终或选择性地，诸如在自动控制下)。这可能会依赖已有控制协议、传感器和基线***等。例如，基线***可被编程以便确定结霜。在修改的双模式***中，如果结霜的阈值已经确定，那么除了第二模式之外，门打开也会触发编程来实施除霜。
除霜可涉及对蒸发器加热，特别是对远程蒸发器80加热。该加热可为电阻式电气加热或可包括反向制冷剂流。尽管存在加热，但是穿过蒸发器的气流将仍然会被结霜冷却(甚至在其熔化流走的过程中)。尤其如果存在高环境湿度，那么在门打开的同时进行除霜特别有利。如果门被打开且蒸发器处于冷却模式(而不是除霜模式)，那么结霜将增加，可能后续必须在不合时宜的时间(例如，当门关闭且需要冷却时)进行除霜。可选地，除霜可仅涉及结束通过蒸发器80的制冷剂流以及允许被驱动至结霜上方的空气将结霜熔化。基于感测的和/或计算的条件，控制器可当切换至第二模式时确定是否进入除霜模式以及利用哪一种形式的除霜模式，所述条件可包括以下中的一个或多个：结霜量和环境与内部湿度以及温度。
描述和以下权利要求中所使用的“第一”、“第二”等仅用于在权利要求范围内的区分，且不一定指示相对或绝对的重要性或时间顺序。类似地，一个权利要求中将一个要素识别为“第一”(等)并不排除该“第一”要素与另一权利要求或描述中被称为“第二”(等)的要素密切相关。
已经描述一个或多个实施方案。然而，应理解可能会进行各种修改。例如，当应用于已有基本***时，该构造或其相关联用途的细节可影响特定实现方式的细节。因此，其它实施方案在所附权利要求的范围内。

Claims (18)

1.一种运输冷藏***，其包括：
集装箱(22)，其具有配备至少一个门(26)的门道(27)；
冷藏***(30)，其包括：
用于沿空气流路驱动空气(512)的第一可逆转风机(82)；以及
沿所述空气流路用于冷却所述空气的吸热交换器(80)；以及
第二风机(100)，其被定位以便在至少一种操作模式下驱动风幕流(520-1)向下穿过所述门道。
2.如权利要求1所述的***，其中所述冷藏***(30)进一步包括：
压缩机(32)，其用于沿制冷剂流路驱动制冷剂流；以及
散热热交换器(34)，其沿所述制冷剂流路位于所述压缩机的下游。
3.如权利要求2所述的***，其中：
所述压缩机和所述散热热交换器安装在所述集装箱的前方；并且
所述吸热热交换器安装在所述集装箱的顶部。
4.如权利要求2所述的***，其中：
所述冷藏***具有沿所述前方安装的另一吸热热交换器(38)。
5.如权利要求4所述的***，其中：
第三风机(42)被定位以便驱动气流(502)穿过所述另一吸热热交换器。
6.如权利要求1所述的***，其中：
所述集装箱为载重汽车箱体或拖车箱体。
7.如权利要求1所述的***，其进一步包括控制器，所述控制器被配置成：
在第一模式下操作，其中所述门被关闭且所述气流512的沿空气流路(514)的支流512-1向上传递至所述门的内侧；以及
在第二模式下操作，其中：
所述门被打开；
气流512′的沿所述空气流路514的支流(512-1′)向下传递至所述门道附近；并且
所述风幕流被向下驱动穿过所述门道。
8.如权利要求7所述的***，其中：
在所述第一模式下，所述第二风机(100)被关闭。
9.一种用于操作如权利要求1所述的***的方法，所述方法包括：
在第一模式下操作，其中所述门被关闭且所述空气流路的支流向上传递至所述门的内侧；以及
在第二模式下操作，其中：
所述门被打开；
所述空气流路的支流向下传递至所述门道附近；并且
所述风幕流被向下驱动穿过所述门道。
10.如权利要求9所述的方法，其中：
所述操作响应于检测出所述门的打开从所述第一模式切换为所述第二模式。
11.如权利要求9所述的方法，其进一步包括：
响应于检测出所述门的关闭从所述第二模式切换回到所述第一模式。
12.如权利要求9所述的方法，其中：
所述第一模式与所述第二模式之间的切换包括使所述第一风机逆转。
13.如权利要求9所述的方法，其中：
在所述第一模式下，所述气流为沿所述顶部向前传递的大体循环气流。
14.一种用于操作具有集装箱(22)的冷藏运输***的方法，所述集装箱(22)具有门道(27)和门(26)，所述方法包括：
在所述门关闭的第一模式下操作，包括沿流路驱动气流传递通过充当吸热热交换器的热交换器，所述流路沿与所述门相邻的支流向上延伸；以及
在所述门打开的第二模式下操作，包括：
沿流路驱动第一气流传递通过热交换器，所述流路沿与所述门道相邻的第一风幕支流向下延伸；以及
沿与所述第一风幕支流相邻的第二风幕支流向下驱动第二气流。
15.如权利要求14所述的方法，其中：
所述第二气流具有外部入口(104)。
16.如权利要求14所述的方法，其中：
所述气流由第一风机(82)驱动；
所述第一气流由所述第一风机(82)驱动；并且
所述第二气流由第二风机(100)驱动。
17.如权利要求14所述的方法，其进一步包括：
检测所述门的打开；以及
响应于所述检测，将操作从所述第一模式切换为所述第二模式。
18.如权利要求14所述的方法，其中：
在所述第二模式下，所述热交换器被除霜。
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