專利名稱：溫控集裝箱及集裝箱的控溫方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總地說(shuō)來(lái)涉及一種貨輪集裝箱。特別涉及溫控貨輪集裝箱。本發(fā)明還涉及集裝箱的控溫方法。
用輪船運(yùn)送貨物，例如易壞物品需要使用能調(diào)節(jié)貨物溫度的輪船集裝箱。這種集裝箱能把貨物調(diào)到所需溫度，而且能維持這個(gè)溫度和相對(duì)濕度，直至貨物到達(dá)目的地卸貨為止。在許多情況下需要對(duì)貨物進(jìn)行冷卻，但是在冷氣候條件下卻需要在貨區(qū)進(jìn)行加熱以保證貨物在冰點(diǎn)以上的溫度。本發(fā)明應(yīng)用于維持任何溫度(暖的或冷的)，下述任何涉及冷卻情況的應(yīng)用參考實(shí)例并不限制本發(fā)明的范圍。
為了節(jié)省貨物在裝入貨船集裝箱之前的預(yù)冷成本和時(shí)間，需要有一個(gè)能迅速調(diào)節(jié)貨物溫度至所需溫度的集裝箱。一旦達(dá)到所需溫度就得在整個(gè)貨物運(yùn)輸時(shí)間內(nèi)均勻地維持這個(gè)溫度，也許是幾天，也許是幾周。
為了有效地維持這個(gè)所需溫度，需要一個(gè)能在整個(gè)貨區(qū)內(nèi)均勻分布和循環(huán)調(diào)溫空氣的高效調(diào)溫空氣輸送系統(tǒng)。
另一個(gè)考慮因素是相對(duì)濕度。多數(shù)易壞產(chǎn)品，例如水果和蔬菜需要90～100％的相對(duì)濕度以保持產(chǎn)品的外觀和貯藏壽命。此外，若相對(duì)濕度保持在合適的水平，就不會(huì)成霜，當(dāng)然也就不會(huì)發(fā)生霜損，也就沒(méi)有必要除霜。
在一個(gè)包含一個(gè)蒸發(fā)器盤管以冷卻貨物的裝置內(nèi)，流過(guò)該蒸發(fā)器盤管的空氣得到冷卻，然后上述冷卻空氣在貨區(qū)循環(huán)。如果流經(jīng)蒸發(fā)器盤管的空氣溫度和盤管自身溫度存在很大的溫差，將會(huì)加速上述空氣的冷凝或結(jié)凍。這將導(dǎo)致不希望的貨物濕氣損失，這會(huì)損傷物品的外觀和貯藏壽命。因此，保持跨過(guò)蒸發(fā)器盤管的溫差很小如大約3°F是很重要的，這樣便不會(huì)或很少發(fā)生失去濕氣的情況傳統(tǒng)的致冷集裝箱系統(tǒng)在蒸發(fā)器盤管上有高至10°F的溫差，這將引起迅速失去濕氣且能導(dǎo)致70-85％的相對(duì)濕度。產(chǎn)生脫水，損傷新鮮的易壞的貨物，減輕按重量出售的產(chǎn)品的最終重量。
溫差與蒸發(fā)器盤管的傳熱表面成正比。因此，需要將盡可能大的蒸發(fā)器盤管集總成集裝箱的構(gòu)形，以提供更大的濕度控制能力。多蒸發(fā)器盤管可提供較大的表面積但是增加系統(tǒng)的制造難度，多管比單管成本高且維修困難、維修費(fèi)高。一種集成化設(shè)計(jì)可產(chǎn)生一個(gè)很大的蒸發(fā)器能力。
Kirkpatrick的美國(guó)專利第3,386,260號(hào)描述了一種目前流行的致冷集裝箱。多個(gè)蒸發(fā)器盤管安裝在側(cè)壁底部，風(fēng)扇安裝在側(cè)壁頂部以迫使空氣向下流經(jīng)上述側(cè)壁和蒸發(fā)器盤管。然后冷卻空氣進(jìn)入底板上的氣室，又從底板驅(qū)入貨區(qū)，在此流經(jīng)貨物。冷卻空氣流經(jīng)貨物的循環(huán)致使貨物被冷卻，空氣被加熱。被加熱的空氣又引入位于頂板和側(cè)壁連接處的進(jìn)氣孔。這種設(shè)計(jì)限制了蒸發(fā)器的物理尺寸，所以不能解決易壞物品的脫水問(wèn)題和載濕物品的失重問(wèn)題。此外蒸發(fā)器靠近底板，在裝卸貨過(guò)程中易受叉車的損傷。
Dixon的美國(guó)專利第5,187,945號(hào)給出了另一使用多蒸發(fā)器盤管的例子。蒸發(fā)器盤管沿集裝箱的側(cè)壁和內(nèi)頂交接處縱向延伸，使其沿集裝箱的兩個(gè)側(cè)壁延伸。空氣由串級(jí)式離心式鼓風(fēng)機(jī)驅(qū)向蒸發(fā)器盤管上方，引導(dǎo)空氣大致平行于頂板并橫跨集裝箱的長(zhǎng)度流動(dòng)。然后，被冷卻的空氣向下流經(jīng)貨倉(cāng)。
空氣回流從底板返回到上述側(cè)壁，被驅(qū)向上述蒸發(fā)器。這種多蒸發(fā)器和多離心式鼓風(fēng)機(jī)系統(tǒng)需要一個(gè)復(fù)雜的管路系統(tǒng)和增壓室壁，這就使得制造困難且費(fèi)用昂費(fèi)。Dixon的專利中的裝置設(shè)計(jì)把風(fēng)扇電機(jī)置于調(diào)節(jié)氣流內(nèi)部，這使上述空氣在流向貨物之前被加溫。調(diào)節(jié)空氣的加溫會(huì)降低相對(duì)濕度，這又減少了整個(gè)蒸發(fā)器的一些效果。上述設(shè)計(jì)已被證明制造復(fù)雜。費(fèi)用昂貴，因此，尚未投入商用或生產(chǎn)另一項(xiàng)Dixon的設(shè)計(jì)是第三種類型的致冷集裝箱，商用名稱為“Nucold”?？缂b箱空氣輸送系統(tǒng)包括八個(gè)凹進(jìn)頂板的葉輪，每側(cè)四個(gè)，葉輪向背面彎曲，風(fēng)扇從貨區(qū)吸入空氣至扇室。返回的熱氣被推進(jìn)角處穿過(guò)冷卻盤管，又迫至貨物下面底板內(nèi)的凸出的空心墻襯。底板內(nèi)橫流孔允許冷空氣流向集裝箱中部，沿低阻力路徑流過(guò)貨物并升至氣壓較低的頂板處。上述風(fēng)扇/蒸發(fā)器設(shè)計(jì)復(fù)雜，元件互相干擾。這種設(shè)計(jì)至今尚未成功地定型。
上述三種現(xiàn)有設(shè)計(jì)部使用置于側(cè)壁和頂板的多蒸發(fā)器盤管，這需要復(fù)雜的管路和增壓壁系統(tǒng)以及許多元件和管子，使制造和維修難度大，費(fèi)用高。
本發(fā)明的目的是提供一種盡可能易于制造和維修的具有單個(gè)空氣處理單元的溫控集裝箱和一種集裝箱的控溫方法為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明一方面提供一種溫控集裝箱，包括一個(gè)限定一個(gè)貨倉(cāng)的結(jié)構(gòu)，該貨倉(cāng)具有兩個(gè)側(cè)壁，一個(gè)前壁，一個(gè)頂板，一個(gè)底板和一個(gè)后壁，其中上述側(cè)壁限定從上述頂板至底板的空氣通路；其中上述前壁具有一個(gè)調(diào)溫室；其中上述頂板包括一個(gè)空氣回流道，帶有多個(gè)通氣孔，這些通氣孔在上述貨倉(cāng)和調(diào)溫室之間提供一條氣流通路；和兩個(gè)空氣供給道，提供在上述調(diào)溫室和側(cè)壁上的空氣通路之間的氣流通路；和其中上述底板限定在上述側(cè)壁上各空氣通路和上述貨倉(cāng)之間的空氣通路；一個(gè)位于上述調(diào)溫室內(nèi)的溫度調(diào)節(jié)單元；和至少一個(gè)位于上述調(diào)溫室的風(fēng)扇，其中風(fēng)扇把空氣從空氣回流道抽吸而通過(guò)上述溫度控制單元，且把被調(diào)溫了的空氣抽入上述空氣供給道和上述側(cè)壁上的空氣通路，送至上述底板。
本發(fā)明另一方面提供一種致冷集裝箱，包括一個(gè)限定一個(gè)貨倉(cāng)的結(jié)構(gòu)，其具有一個(gè)底板，一個(gè)頂板，兩個(gè)側(cè)壁，一個(gè)前壁和一個(gè)后壁，其中上述側(cè)壁具有多個(gè)豎向設(shè)置的空氣通道，其提供從頂板至底板的空氣通路；和其中上述前壁具有一個(gè)調(diào)溫室；其中上述頂板包括一個(gè)帶有多個(gè)通氣孔的空氣回流道，其提供上述貨倉(cāng)到調(diào)溫室之間的氣流通道；和兩個(gè)空氣供給道，提供上述調(diào)溫室和側(cè)壁內(nèi)多個(gè)空氣通道之間的氣流通路；其中上述底板限定上述側(cè)壁空氣通道和貨倉(cāng)之間的氣流通路；一個(gè)位于上述調(diào)溫室內(nèi)的溫度調(diào)節(jié)單元；以及多個(gè)風(fēng)扇，上述風(fēng)扇布置于上述調(diào)溫室的相對(duì)兩側(cè)，其中各風(fēng)扇從上述貨倉(cāng)吸入空氣，通過(guò)通氣孔進(jìn)入上述空氣回流道，又至溫度調(diào)節(jié)單元，在此調(diào)節(jié)空氣的溫度，又通過(guò)風(fēng)扇把調(diào)節(jié)空氣驅(qū)入上述空氣供給道，向下至側(cè)壁的空氣通道，又通過(guò)上述底板上的氣流通路并上升到上述貨倉(cāng)。
本發(fā)明再一方面提供一種把一個(gè)貨倉(cāng)貨物均勻維持于某個(gè)預(yù)定溫度的集裝箱控溫方法，包括以一個(gè)調(diào)溫單元調(diào)節(jié)上述集裝箱的一個(gè)腔室內(nèi)的空氣的溫度；把上述經(jīng)調(diào)溫的空氣通過(guò)上述集裝箱的側(cè)壁空氣通道驅(qū)入上述集裝箱底板的空氣通路；和從上述底板的空氣通路向上抽吸經(jīng)調(diào)溫的空氣，經(jīng)過(guò)上述貨倉(cāng)，又進(jìn)入上述頂板內(nèi)的空氣回流道，以返回上述調(diào)溫單元，其中，通過(guò)使經(jīng)由集裝箱的經(jīng)調(diào)溫的空氣連續(xù)地流動(dòng)，貨物的溫度被調(diào)節(jié)并維持于某一預(yù)定溫度。
為了理解本發(fā)明的細(xì)節(jié)，下面給出了優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)描述并附有相應(yīng)的附圖，其中同類元件用相同的標(biāo)號(hào)表示。其中


圖1是本發(fā)明的一種集成溫控集裝箱的側(cè)視立體圖；圖2是一個(gè)顯示調(diào)節(jié)空氣循環(huán)路線的集裝箱的局部截面的頂視圖；圖2A是圖2所示側(cè)壁的局部放大剖面圖；圖3是集裝箱前室的部分側(cè)剖面圖；圖4是顯示空氣循環(huán)路線的集裝箱的正剖面圖；圖5是底板氣室的立體圖；圖6是集裝箱前室的局部剖面1是本發(fā)明的一個(gè)典型的溫控輪船集裝箱10的側(cè)視立體圖。集裝箱10為長(zhǎng)方體，長(zhǎng)度約為20或40英尺，高度約9.5英尺，寬度約8英尺。上述集裝箱10具有一個(gè)頂板腔12，一個(gè)前室14，一個(gè)后壁15，一個(gè)底板室16(圖3所示)和兩個(gè)側(cè)壁18，由此形成貨倉(cāng)20(圖3所示)。后壁15一般包含若干鉸鏈連接的門(未圖示)，用于裝卸貨物前室14一般具有一個(gè)帶外出口的貯藏室部分22，用于存放一個(gè)壓縮機(jī)23(圖3所示)，一個(gè)發(fā)電機(jī)(未圖示)和一個(gè)燃料貯存箱(未圖示)，前室14還具有一個(gè)溫度調(diào)節(jié)室24(圖2所示)，該調(diào)節(jié)室24支承一個(gè)溫度調(diào)節(jié)單元26和兩個(gè)風(fēng)扇28。
圖2顯示了上述頂板腔12的組件和上述溫度調(diào)節(jié)室24。頂板腔12有一個(gè)空氣回流道30，該空氣回流道30從鄰近上述后壁13的最寬部位至其與前室14相交的最窄部分逐漸縮小 沿空氣回流道30中心線間隔開(kāi)的上的多通氣孔32提供了一條從貨倉(cāng)20(見(jiàn)圖3)到上述空氣回流道30的空氣通道 上述空氣回流道30的前部通向上述前室14的溫度調(diào)節(jié)室24。
在上述空氣回流道30兩側(cè)的兩條錐形空氣供給道34提供了從上述調(diào)溫室24至位于側(cè)壁18的內(nèi)壁通道36的空氣通路(見(jiàn)圖2a)。上述內(nèi)壁通道36是多條豎向地間隔開(kāi)的空氣通道，以便空氣從空氣供給道34通向底板腔16(見(jiàn)圖4)。上述內(nèi)壁通道36的頂端示于圖2a。上述空氣供給道34的較寬端連接至上述調(diào)溫室22，它逐漸變窄以使通過(guò)空氣供給通道34的空氣壓力保持在一恒定壓力。因?yàn)樵诳諝鈴目諝夤┙o道34前部流向后部的過(guò)程中，部分空氣被導(dǎo)向一系列內(nèi)壁通道36，從前部到后部空氣量減少。所以，為了在空氣供給道34整個(gè)長(zhǎng)度上保持氣壓恒定，就必須從前到后逐漸縮小通道的橫截面積，這由圖2所示的錐度來(lái)實(shí)現(xiàn)風(fēng)扇28安裝于調(diào)溫室24的頂部相對(duì)兩側(cè)，如圖2-3所示。上述風(fēng)扇28驅(qū)使空氣從貨倉(cāng)20流經(jīng)頂板腔12上的通氣孔32進(jìn)入空氣回流道30，并流過(guò)調(diào)溫裝置26。被調(diào)溫的空氣被風(fēng)扇28吸來(lái)，從調(diào)溫室24驅(qū)向空氣供給道34，至內(nèi)壁通道36，到達(dá)底板腔16，在此空氣又進(jìn)入貨倉(cāng)，調(diào)節(jié)和維持貨物溫度。
如圖4和5所示，上述優(yōu)選實(shí)施例的底板腔16具有一個(gè)底板子結(jié)構(gòu)38和多個(gè)T字軌40。每個(gè)T字軌40具有一個(gè)水平件42和一個(gè)垂直件44。上述垂直件44具有一系列孔46。這些孔為調(diào)溫氣體提供了一些橫向通道。上述T字軌40布置在底板子結(jié)構(gòu)38上，從而，相鄰T字軌之間的間隙48提供從底板腔16進(jìn)入貨倉(cāng)20的通道(見(jiàn)圖4)。
本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例應(yīng)用上述空氣循環(huán)結(jié)構(gòu)來(lái)均勻地調(diào)節(jié)和維持貨倉(cāng)20內(nèi)貨物的溫度(見(jiàn)圖2和圖4)。隨著貨倉(cāng)20內(nèi)空氣溫度的升高，空氣升至上述頂板腔12(見(jiàn)圖4)且又被驅(qū)使流經(jīng)通氣孔32(見(jiàn)圖2)，沿上述回氣槽30進(jìn)入上述調(diào)溫室24內(nèi)的溫度調(diào)節(jié)單元26上述溫度調(diào)節(jié)單元26在優(yōu)選實(shí)施例中是一個(gè)蒸發(fā)單元。熱的返回空氣被吹向上述溫度調(diào)節(jié)室24內(nèi)的一個(gè)蒸發(fā)器盤管54，空氣冷卻以后，風(fēng)扇28將冷卻空氣從上述調(diào)溫室24吸來(lái)驅(qū)使其進(jìn)入上述兩個(gè)空氣供給道34。在冷卻空氣沿空氣供給道流動(dòng)過(guò)程中，沿側(cè)壁18的空氣進(jìn)入內(nèi)壁通道36，通向底板腔16，如圖4所示，當(dāng)冷卻空氣進(jìn)入上述底板腔16時(shí)，它彌散于橫向通道50(圖5)，然后通過(guò)T字軌40之間的間隙50流進(jìn)上述貨倉(cāng)20(圖4)，這使得循環(huán)于貨倉(cāng)20的冷卻空氣均勻分布，從而把貨物冷卻至所需溫度。
圖6是本發(fā)明的上述輪船集裝箱10的另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的前室14的局部剖面圖。在該實(shí)施例中，四個(gè)風(fēng)扇28串接起來(lái)，兩個(gè)風(fēng)扇28設(shè)置成朝向前室14中部，把空氣從上述貨倉(cāng)20(圖3)，通過(guò)上述頂板腔12內(nèi)的通氣孔32(圖2)抽入空氣回流通30(見(jiàn)圖2)，又抽至上述調(diào)溫室24，然后再流過(guò)調(diào)溫單元26。
另兩個(gè)風(fēng)扇28設(shè)置成朝向集裝箱10的兩側(cè)壁18，被調(diào)溫的空氣然后由這兩個(gè)風(fēng)扇從上述調(diào)溫室24吸入，通過(guò)上述空氣供給道34(見(jiàn)圖2)，向下進(jìn)入上述內(nèi)壁通道36，至上述底板腔16(見(jiàn)圖4)，再一次進(jìn)入上述貨倉(cāng)20。
盡管上述公開(kāi)是直接針對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員顯然可以作出各種各樣的改型 在不背離所附權(quán)利要求書范圍和精神的各種修改都應(yīng)該包括在本發(fā)明之中。
權(quán)利要求
1.一種溫控集裝箱，包括一個(gè)限定一個(gè)貨倉(cāng)的結(jié)構(gòu)，該貨倉(cāng)具有兩個(gè)側(cè)壁，一個(gè)前壁，一個(gè)頂板，一個(gè)底板和一個(gè)后壁，其中上述側(cè)壁限定從上述頂板至底板的空氣通路；其中上述前壁具有一個(gè)調(diào)溫室；其中上述頂板包括一個(gè)空氣回流道，帶有多個(gè)通氣孔，這些通氣孔在上述貨倉(cāng)和調(diào)溫室之間提供一條氣流通路；和兩個(gè)空氣供給道，提供在上述調(diào)溫室和側(cè)壁上的空氣通路之間的氣流通路；和其中上述底板限定在上述側(cè)壁上各空氣通路和上述貨倉(cāng)之間的空氣通路；一個(gè)位于上述調(diào)溫室內(nèi)的溫度調(diào)節(jié)單元；和至少一個(gè)位于上述調(diào)溫室的風(fēng)扇，其中風(fēng)扇把空氣從空氣回流道抽吸而通過(guò)上述溫度控制單元，且把被調(diào)溫了的空氣抽入上述空氣供給道和上述側(cè)壁上的空氣通路，送至上述底板。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集裝箱，其中上述空氣回流道在頂板中居中設(shè)置。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的集裝箱，其中上述兩個(gè)空氣供給道位于上述空氣回流道的兩側(cè)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的集裝箱，其中所述兩個(gè)空氣供給道是錐形的。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的集裝箱，其中所述錐形在朝向溫度調(diào)節(jié)單元的端部較寬。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集裝箱，還包括多個(gè)位于調(diào)溫室的風(fēng)扇。
7.一種致冷集裝箱，包括一個(gè)限定一個(gè)貨倉(cāng)的結(jié)構(gòu)，其具有一個(gè)底板，一個(gè)頂板，兩個(gè)側(cè)壁，一個(gè)前壁和一個(gè)后壁，其中上述側(cè)壁具有多個(gè)豎向設(shè)置的空氣通道，其提供從上述頂板至底板的空氣通路；和其中上述前壁具有一個(gè)調(diào)溫室；其中上述頂板包括一個(gè)帶有多個(gè)通氣孔的空氣回流道，其提供上述貨倉(cāng)到調(diào)溫室之間的氣流通道；和兩個(gè)空氣供給道，提供上述調(diào)溫室和側(cè)壁內(nèi)多個(gè)空氣通道之間的氣流通道；其中上述底板限定上述側(cè)壁空氣通道和貨倉(cāng)之間的氣流通路；一個(gè)位于上述調(diào)溫室內(nèi)的溫度調(diào)節(jié)單元；和多個(gè)風(fēng)扇，上述風(fēng)扇布置于上述調(diào)溫室的相對(duì)兩側(cè)，其中各風(fēng)扇從上述貨倉(cāng)吸入空氣，通過(guò)通氣孔進(jìn)入上述空氣回流道，又至溫度調(diào)節(jié)單元，在此調(diào)節(jié)空氣的溫度，又通過(guò)風(fēng)扇把調(diào)節(jié)空氣驅(qū)入上述空氣供給道，向下至側(cè)壁的空氣通道，又通過(guò)上述底板上的氣流通路并上升到上述貨倉(cāng)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的集裝箱，其中所述多個(gè)風(fēng)扇為兩個(gè)風(fēng)扇。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的集裝箱，其中所述多個(gè)風(fēng)扇為四個(gè)風(fēng)扇。
10.一種把一個(gè)貨倉(cāng)貨物均勻維持于某個(gè)預(yù)定溫度的集裝箱控溫方法，包括以一個(gè)調(diào)溫單元調(diào)節(jié)上述集裝箱的一個(gè)腔室內(nèi)的空氣的溫度；把上述經(jīng)調(diào)溫的空氣通過(guò)上述集裝箱的側(cè)壁空氣通道驅(qū)入上述集裝箱底板的空氣通路；和從上述底板的空氣通路向上抽吸經(jīng)調(diào)溫的空氣，經(jīng)過(guò)上述貨倉(cāng)，又進(jìn)入上述頂板內(nèi)的空氣回流道，以返回上述調(diào)溫單元，其中，通過(guò)使經(jīng)由集裝箱的經(jīng)調(diào)溫的空氣連續(xù)地流動(dòng)，貨物的溫度被調(diào)節(jié)并維持于某一預(yù)定溫度。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中空氣回流道居中地設(shè)置在上述頂板上。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中上述兩個(gè)空氣供給道位于上述空氣回流道的兩側(cè)。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中上述兩個(gè)空氣供給道是錐形的。
14.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中上述錐形在朝向上述溫度調(diào)節(jié)單元的一端較寬。
15.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中上述空氣被驅(qū)進(jìn)上述側(cè)壁的空氣通道，且由位于上述調(diào)溫室的多個(gè)風(fēng)扇從上述底板的空氣通路吸入。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于調(diào)節(jié)一個(gè)集裝箱內(nèi)貨物溫度的方法和裝置。通過(guò)調(diào)節(jié)一個(gè)腔內(nèi)的空氣溫度,然后將經(jīng)調(diào)溫的空氣循環(huán)于集裝箱頂板,側(cè)壁,底板和貨倉(cāng)而實(shí)現(xiàn)集裝箱內(nèi)貨物溫度的調(diào)節(jié)。
文檔編號(hào)B60H1/32GK1180643SQ9710287
公開(kāi)日1998年5月6日 申請(qǐng)日期1997年3月5日 優(yōu)先權(quán)日1996年10月17日
發(fā)明者休·J·小亨特 申請(qǐng)人:戈壁冷凍科技有限公司