氣候控制貨物集裝箱的壁板的制作方法
【專利摘要】一種氣候控制貨物集裝箱包括至少一個板(50)，所述板包括：外層(52)；內(nèi)層(54)；定位在所述內(nèi)層(54)與所述外層(52)之間的泡沫材料(58)；和嵌入在所述泡沫材料中的多個纖維管(60)。另一種氣候控制貨物集裝箱包括至少一個板，所述板包括：外層；內(nèi)層；定位在所述內(nèi)層與所述外層之間的泡沫材料；和定位在所述內(nèi)層與所述外層之間的相變材料。
【專利說明】氣候控制貨物集裝箱的壁板
[0001]發(fā)明背景
本文公開的主題涉及氣候控制貨物集裝箱。更明確地說，本文公開的主題涉及氣候控制貨物集裝箱中使用的壁板。
[0002]典型的氣候控制貨物集裝箱(例如用來經(jīng)由海洋、鐵路或公路運(yùn)輸貨物的氣候控制貨物集裝箱)是一種被改進(jìn)成包括制冷單元的集裝箱。制冷單元包括壓縮器、冷凝器、膨脹閥和蒸發(fā)器盤管，其位于集裝箱的端部。大量制冷劑貫穿制冷單元循環(huán)，且制冷單元的一個或多個蒸發(fā)器風(fēng)扇將空氣流吹過蒸發(fā)器盤管，從而冷卻空氣并迫使其進(jìn)入集裝箱。
[0003]由于集裝箱是氣候控制，所以希望提供具有絕緣壁、頂板和/或底板的貨物集裝箱來使熱能保留在集裝箱中。本領(lǐng)域會充分認(rèn)可貨物集裝箱的絕緣壁板中的改進(jìn)。
發(fā)明概要
[0004]在一個實(shí)施方案中，氣候控制貨物集裝箱包括至少一個板，所述板包括:外層；內(nèi)層；定位在內(nèi)層與外層之間的泡沫材料；和嵌入在泡沫材料中的多個纖維管。
[0005]在另一個實(shí)施方案中，氣候控制貨物集裝箱包括至少一個板，所述板包括:外層；內(nèi)層；定位在內(nèi)層與外層之間的泡沫材料；和定位在內(nèi)層與外層之間的相變材料。
[0006]將從下文結(jié)合附圖的描述更顯而易知這些和其它優(yōu)點(diǎn)以及特征。
[0007]附圖簡述
在說明書的開始部分的權(quán)利要求書中特別指明和清楚要求被視為本發(fā)明的主題。將從下文結(jié)合附圖的詳細(xì)描述顯而易知本發(fā)明的前述和其它特征以及優(yōu)點(diǎn)，其中:
圖1是冷藏貨物集裝箱的實(shí)施方案的剖視圖；
圖2是實(shí)施方案中的絕緣板的截面圖；
圖3是替代實(shí)施方案中的絕緣板的截面圖；
圖4是替代實(shí)施方案中的絕緣板的截面圖；
圖5是替代實(shí)施方案中的絕緣板的截面圖；
圖6描繪了用于排空絕緣板的示例性系統(tǒng)；
圖7是替代實(shí)施方案中的絕緣板的截面圖；和圖8是替代實(shí)施方案中的絕緣板的截面圖。

【具體實(shí)施方式】
[0008]圖1中示出氣候控制貨物集裝箱10的實(shí)施方案。在圖1的實(shí)施方案中，貨物集裝箱10被構(gòu)造成通過使用制冷單元14而使位于貨物集裝箱10內(nèi)部的貨物12維持在所選溫度。貨物集裝箱10被冷藏，但可通過使用加熱單元而不是制冷單元14來加熱。貨物集裝箱10可移動并用于通過(例如)卡車、火車或輪船運(yùn)輸貨物12。制冷單元14包括壓縮機(jī)、冷凝器、膨脹閥和蒸發(fā)器，其位于(例如)集裝箱10的第一端22。集裝箱10還包括與第一端22相對定位的第二端24，和位于第一端22與第二端24之間的兩個側(cè)壁26、底板28和頂部30。第二端24通常包括門用于接達(dá)集裝箱10的內(nèi)部。集裝箱10的側(cè)壁26、底板28、頂部30、第一端22和第二端24中的一個或多個可使用本文描述的絕緣板來制成。
[0009]圖2是實(shí)施方案中的絕緣板50的截面圖。板50包括外層52，其提供集裝箱10的外表面。在不例性實(shí)施方案中，夕卜層52是金屬板,但外層52可以由其它材料形成。內(nèi)層54提供集裝箱10的內(nèi)表面。在示例性實(shí)施方案中，內(nèi)層54是金屬板，但內(nèi)層54可以由其它材料形成。第一泡沫材料56定位在外層52和內(nèi)層54內(nèi)且與其相鄰。在圖2的實(shí)施方案中，第一泡沫材料56是閉孔泡沫材料。泡沫材料56可以是聚氨酯，但應(yīng)理解可使用其它類型的閉孔泡沫材料。
[0010]第二泡沫材料58定位在第一泡沫材料56的內(nèi)部。第二泡沫材料58是開孔泡沫材料且可以是聚氨酯或另一類型的開孔泡沫材料。纖維管60嵌入在第二泡沫材料58內(nèi)。纖維管60可具有各種尺寸。纖維管60具有多孔壁且氣體自由地流動通過膜壁的氣孔。這允許快速排空相鄰于纖維管外壁的泡沫材料58的孔中夾帶的氣體。纖維管60的多孔壁流體連接到泡沫材料的孔。泡沫材料58的開孔和管道60形成具有更高的耐熱流性的通道。
[0011]在示例性的實(shí)施方案中，纖維管60可以是碳纖維管。管壁可具有約30%至約80%的孔隙率。管壁可具有約0.01微米至約0.4微米的氣孔尺寸。管壁厚度可約為5微米至約150微米。管內(nèi)徑可約為5微米至約100微米。
[0012]纖維管60通過使第二泡沫材料58內(nèi)的開孔互連而在第二泡沫材料58內(nèi)提供排空通道。第二泡沫材料58中的通道改進(jìn)了用于第二泡沫材料58的吹塑劑在真空下的排空來提高R值。
[0013]可通過形成和固化第一泡沫材料56的區(qū)段且接著組裝外層52與內(nèi)層54之間的第一泡沫材料區(qū)段來制造絕緣板50。第一泡沫材料56可被封圍在氣密障壁(例如塑料膜)中來保持板中的真空。接著，第二泡沫材料58通過一個或多個出入孔62被吹塑到第一泡沫材料56區(qū)段的空腔內(nèi)部。纖維管60可在吹塑第二泡沫材料58之前定位在空腔中，或者纖維管60可在吹塑過程期間與第二泡沫材料58混合。第二泡沫材料58的多個區(qū)域可通過耦接到集管的多個出入孔62被同時吹塑。
[0014]一旦第二泡沫材料58已經(jīng)固化，則真空被施加到第二泡沫材料58來排空吹塑劑且在第二泡沫材料58的開孔中以及在由纖維管60形成的通道中形成真空。真空可施加到用來吹塑第二泡沫材料58的出入孔62。出入孔62可被密封以使第二泡沫材料58中保持真空?；蛘撸统杀镜恼婵障到y(tǒng)可通過出入孔62連續(xù)地排空第二泡沫材料58。真空還可被調(diào)節(jié)來僅在特定時間(例如只有當(dāng)壓縮機(jī)運(yùn)行時)運(yùn)行。
[0015]圖3是替代實(shí)施方案中的絕緣板66的截面圖。圖3的實(shí)施方案類似于圖2的實(shí)施方案，其中除去第一泡沫材料56。第二泡沫材料58被吹塑在外層52與內(nèi)層54之間，其中纖維管60嵌入在第二泡沫材料58內(nèi)。結(jié)構(gòu)構(gòu)件64 (例如金屬托架)固定到外層52和內(nèi)層54的內(nèi)部來為板66提供增強(qiáng)的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。
[0016]板66的形成方式類似于板50。外層52和內(nèi)層54由結(jié)構(gòu)構(gòu)件64在一個或多個位置接合且第二泡沫材料58被吹塑在外層52與內(nèi)層54之間的空腔中。空腔可內(nèi)襯有氣密障壁(例如塑料膜)來保持板中的真空。纖維管60可在吹塑第二泡沫材料58之前定位在空腔中，或者纖維管可在吹塑過程期間與第二泡沫材料58混合。參考圖6描述，第二泡沫材料58的多個區(qū)域可通過耦接到歧管的多個出入孔62被同時吹塑。接著，如上文參考圖2所述，真空被施加到第二泡沫材料58。
[0017]板50和66提供提高的R值，同時仍提供集裝箱10的結(jié)構(gòu)。板50和66中的任一個可用于壁、頂板、底板、集裝箱10的第一端或第二端。在第二端24,板50和66中的任一個可被并入到使得接達(dá)集裝箱10內(nèi)部的門。
[0018]圖4是替代實(shí)施方案中的絕緣板70的截面圖。板70包括外層52，其提供集裝箱10的外表面。在不例性實(shí)施方案中，夕卜層52是金屬板,但外層52可以由其它材料形成。內(nèi)層54提供集裝箱10的內(nèi)表面。在示例性實(shí)施方案中，內(nèi)層54是金屬板，但內(nèi)層54可以由其它材料形成。第一泡沫材料72定位在外層52和內(nèi)層54內(nèi)且與其相鄰。在圖4的實(shí)施方案中，第一泡沫材料72是閉孔泡沫材料。泡沫材料72可以是聚氨酯，但應(yīng)理解可使用其它類型的閉孔泡沫材料。泡沫材料72可包括高R值氣凝膠，其在泡沫材料72的兩個部分混合期間并入(例如在催化劑部分中)或預(yù)先配制到泡沫材料72的兩個反應(yīng)部分的一個中。泡沫材料72中的氣凝膠可以是硅石、碳、氧化鋁或其它已知的氣凝膠。
[0019]第二泡沫材料74定位在第一泡沫材料72的內(nèi)部。第二泡沫材料74是開孔泡沫材料且可以是聚氨酯或其它類型的開孔泡沫材料。纖維管60嵌入在第二泡沫材料74和/或第一泡沫材料72內(nèi)。纖維管60可具有各種尺寸。在例性實(shí)施方案中，纖維管60可以是碳纖維管，其具有60微米的內(nèi)徑、100微米的外徑和變化的長度。纖維管60通過使第二泡沫材料58內(nèi)的開孔互連而在第二泡沫材料74內(nèi)提供排空通道。第二泡沫材料74中的通道改進(jìn)了用于第二泡沫材料74的吹塑劑的排空。泡沫材料74還可包括高R值氣凝膠，其在泡沫材料74的兩個部分混合期間并入或預(yù)先配制到泡沫材料74的兩個反應(yīng)部分的一個中。泡沫材料74中的氣凝膠可以是硅石、碳、氧化鋁或其它已知的氣凝膠。
[0020]可通過形成和固化第一泡沫材料72區(qū)段(具有或不具有氣凝膠)且接著組裝外層52與內(nèi)層54之間的第一泡沫材料區(qū)段72來制造絕緣板70。第一泡沫材料72可被封圍在氣密障壁(例如塑料膜)中來保持板中的真空。接著，第二泡沫材料74 (具有或不具有氣凝膠)通過一個或多個出入孔62被吹塑到第一泡沫材料72區(qū)段的空腔內(nèi)部。纖維管60可在吹塑第二泡沫材料74之前定位在空腔中，或者纖維管可在吹塑過程期間與第二泡沫材料74混合。第二泡沫材料74的多個區(qū)域可通過耦接到集管的多個出入孔62被同時吹塑。
[0021]一旦第二泡沫材料74已經(jīng)固化，則真空被施加到第二泡沫材料74來排空吹塑劑且在第二泡沫材料74的開孔中以及在由纖維管60形成的通道中形成真空。真空可施加到用來吹塑第二泡沫材料74的出入孔62。第二泡沫材料74中的氣凝膠因氣凝膠的開孔性質(zhì)而有助于界定額外通道。板70可被密封以通過密封出入孔62使第二泡沫材料74中保持真空?；蛘?，低成本的真空系統(tǒng)可通過出入孔62連續(xù)地排空第二泡沫材料74。真空還可被調(diào)節(jié)來僅在特定時間(例如只有當(dāng)壓縮機(jī)運(yùn)行時)運(yùn)行。
[0022]圖5是替代實(shí)施方案中的絕緣板80的截面圖。圖5的實(shí)施方案類似于圖4的實(shí)施方案，其中除去第一泡沫材料72。第二泡沫材料82被吹塑在外層52與內(nèi)層54之間，其中纖維管60嵌入在第二泡沫材料82內(nèi)。泡沫材料82可包括高R值氣凝膠，其在泡沫材料82的兩個部分混合期間并入或預(yù)先配制到泡沫材料82的兩個反應(yīng)部分的一個中。泡沫材料82中的氣凝膠可以是硅石、碳、氧化鋁或其它已知的氣凝膠。結(jié)構(gòu)構(gòu)件64 (例如金屬托架)固定到外層52和內(nèi)層54的內(nèi)部來為板提供增強(qiáng)的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。
[0023]外層52和內(nèi)層54由結(jié)構(gòu)構(gòu)件64在一個以上位置接合且第二泡沫材料82 (具有氣凝膠)被吹塑在外層52與內(nèi)層54之間的空腔中?？涨豢蓛?nèi)襯有氣密障壁(例如塑料膜)來保持板中的真空。纖維管60可在吹塑第二泡沫材料82之前定位在空腔中，或者纖維管可在吹塑過程期間與第二泡沫材料82混合。參考圖6描述，第二泡沫材料82的多個區(qū)域可通過耦接到歧管的多個出入孔62被同時吹塑。接著，如上文參考圖2所述，真空被施加到第二泡沫材料82。
[0024]板70和80提供提聞的R值，同時仍提供集裝箱10的結(jié)構(gòu)。板70和80可用于壁、頂板、底板、集裝箱10的第一端或第二端。在第二端24，板70和80可被并入到使得接達(dá)集裝箱10內(nèi)部的門。
[0025]圖6描繪了用于排空如圖2到圖5中所示的絕緣板的示例性系統(tǒng)。圖6描繪了板，例如板66，其中如上所述纖維管60嵌入在開孔泡沫材料58內(nèi)。纖維管60連接到通過閥85與真空泵83流體連通的一個或多個歧管81。一旦開孔泡沫58已經(jīng)固化，則真空泵83被致動以從開孔泡沫材料58抽吸氣體。一旦在開孔泡沫材料58中建立真空，則閥85可被關(guān)閉?；蛘?，真空可連續(xù)地或與其它系統(tǒng)組件(例如壓縮機(jī))同步地運(yùn)行。
[0026]圖7是實(shí)施方案中的絕緣板90的截面圖。板90包括外層52，其提供集裝箱10的外表面。在不例性實(shí)施方案中，夕卜層52是金屬板,但外層52可以由其它材料形成。內(nèi)層54提供集裝箱10的內(nèi)表面。在示例性實(shí)施方案中，內(nèi)層54是金屬板，但內(nèi)層54可以由其它材料形成。第一泡沫材料56定位在外層52和內(nèi)層54內(nèi)且與其相鄰。在圖7的實(shí)施方案中，第一泡沫材料56是閉孔泡沫材料。泡沫材料56可以是聚氨酯，但應(yīng)理解可使用其它類型的閉孔泡沫材料。
[0027]相變材料板92定位在第一泡沫材料56的區(qū)段內(nèi)部。相變材料板92存儲熱能來有助于使貨物12維持在所需溫度。相變材料板92可由具有相對于(例如約等于或高于)貨物12的所需運(yùn)送溫度界定的融點(diǎn)的材料制成。隨著集裝箱10內(nèi)的溫度升高，相變材料92將達(dá)到其融點(diǎn)，且在從固態(tài)轉(zhuǎn)變成液態(tài)時吸收熱量。在運(yùn)送集裝箱10之前，板90可預(yù)先冷卻來使相變材料板92處于固態(tài)。這減小了制冷單元14的壓縮機(jī)上的負(fù)載且能夠吸收熱量。
[0028]可通過形成和固化第一泡沫材料56區(qū)段、將囊封相變材料板92放置在第一泡沫材料56區(qū)段之間且接著將外層52和內(nèi)層54安裝到第一泡沫材料56來制造絕緣板90?；蛘撸赏ㄟ^形成和固化第一泡沫材料56區(qū)段且接著組裝外層52與內(nèi)層54之間的第一泡沫材料區(qū)段56來制造絕緣板90。接著，相變材料92通過一個或多個出入孔62被泵送到第一泡沫材料56區(qū)段的空腔內(nèi)部。接著，出入孔62可被密封來使相變材料板92固定在板90內(nèi)。
[0029]圖8是替代實(shí)施方案中的絕緣板100的截面圖。第二泡沫材料102定位在外層52與內(nèi)層54之間。第二泡沫材料102是開孔泡沫材料(例如聚氨酯)，其包括相變材料粒子104 (例如約20微米大小)。結(jié)構(gòu)構(gòu)件64 (例如金屬托架)固定到外層52和內(nèi)層54的內(nèi)部來為板100提供增強(qiáng)的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。
[0030]相變材料粒子104存儲熱能來有助于使貨物12維持在所需溫度。相變材料粒子104可由具有相對于(例如約等于或高于)貨物12的所需運(yùn)送溫度界定的融點(diǎn)的材料制成。隨著集裝箱10內(nèi)的溫度升高，相變材料粒子104將達(dá)到其融點(diǎn)，且在從固態(tài)轉(zhuǎn)變成液態(tài)時吸收熱量。在運(yùn)送集裝箱10之前，板100可預(yù)先冷卻來使相變材料粒子104處于固態(tài)。這減小了制冷單元14的壓縮機(jī)上的負(fù)載。
[0031]外層52和內(nèi)層54由結(jié)構(gòu)構(gòu)件64在一個以上位置接合且第二泡沫材料102被吹塑在外層52與內(nèi)層54之間的空腔中。第二泡沫材料102的多個區(qū)域可通過耦接到集管的多個出入孔62被同時吹塑。
[0032]板90和100提供提高的R值，同時仍提供集裝箱10的結(jié)構(gòu)。增加的總絕緣性能(更高效的R值)歸因于由相變材料提供的熱能存儲容量和預(yù)定相變溫度的組合作用。另外，板90和100的峰值熱流量因相變材料的能量存儲而減小。板90和100可用于壁、頂板、底板、集裝箱10的第一端或第二端。在第二端24，板90和100可被并入到使得接達(dá)集裝箱10內(nèi)部的門。
[0033]雖然已經(jīng)僅結(jié)合有限數(shù)量的實(shí)施方案來詳細(xì)描述本發(fā)明，但是應(yīng)容易理解本發(fā)明不限于這些公開的實(shí)施方案。更確切地說，可以修改本發(fā)明以并入之前未描述的任何數(shù)量的變化、改變、替換或等效配置，但其需與本發(fā)明的精神和范圍相稱。此外，雖然已經(jīng)描述了本發(fā)明的各種實(shí)施方案，但應(yīng)當(dāng)理解本發(fā)明的方面可僅包括所述實(shí)施方案中的一些。因此，本發(fā)明不應(yīng)被視為受限于上文的描述，而是僅受限于所附權(quán)利要求書的范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種氣候控制貨物集裝箱，其包括: 至少一個板，其包括: 外層； 內(nèi)層； 定位在所述內(nèi)層與所述外層之間的泡沫材料；和 嵌入在所述泡沫材料中的多個纖維管。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣候控制貨物集裝箱，其中: 所述泡沫材料是開孔泡沫材料。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣候控制貨物集裝箱，其還包括: 另一泡沫材料，所述另一泡沫材料定位在所述外層與所述泡沫材料之間且所述另一泡沫材料定位在所述內(nèi)層與所述泡沫材料之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的氣候控制貨物集裝箱，其中: 所述另一泡沫材料是閉孔泡沫材料。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣候控制貨物集裝箱，其中: 所述纖維管是中空纖維膜管。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣候控制貨物集裝箱，其還包括: 施加到所述泡沫材料的真空。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣候控制貨物集裝箱，其中: 在吹塑所述內(nèi)層與所述外層之間的所述泡沫材料之后，所述纖維管嵌入在所述泡沫材料中。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣候控制貨物集裝箱，其中: 在吹塑所述內(nèi)層與所述外層之間的所述泡沫材料之前，所述纖維管定位在所述內(nèi)層與所述外層之間。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣候控制貨物集裝箱，其中: 所述泡沫材料包括氣凝膠。
10.根據(jù)權(quán)利要求3所述的氣候控制貨物集裝箱，其中: 所述另一泡沫材料包括氣凝膠。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣候控制貨物集裝箱，其還包括: 歧管，其耦接到所述纖維管，所述歧管用于與真空泵耦接。
12.—種氣候控制貨物集裝箱，其包括: 至少一個板，其包括: 外層； 內(nèi)層； 定位在所述內(nèi)層與所述外層之間的泡沫材料；和 相變材料，其定位在所述內(nèi)層與所述外層之間。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的氣候控制貨物集裝箱，其中: 所述泡沫材料是閉孔泡沫材料。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的氣候控制貨物集裝箱，其中: 所述相變材料是定位在所述泡沫材料的區(qū)段之間的相變材料板。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的氣候控制貨物集裝箱，其中:所述相變材料板是放置在所述泡沫材料的所述區(qū)段之間的囊封相變材料板。
16.根據(jù)權(quán)利要求13所述的氣候控制貨物集裝箱，其中:所述相變材料板在所述泡沫材料的所述區(qū)段之間泵送。
17.根據(jù)權(quán)利要求12所述的氣候控制貨物集裝箱，其中:所述泡沫材料是開孔泡沫材料。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的氣候控制貨物集裝箱，其中:所述相變材料是嵌入在所述開孔泡沫材料中的相變材料粒子。
19.根據(jù)權(quán)利要求12所述的氣候控制貨物集裝箱，其中:所述相變材料的融點(diǎn)是響應(yīng)于所述貨物集裝箱的期望運(yùn)送溫度而預(yù)先確定。
20.根據(jù)權(quán)利要求12所述的氣候控制貨物集裝箱，其還包括:制冷單元，其包括壓縮機(jī)、冷凝器、膨脹閥和蒸發(fā)器。
【文檔編號】B62D29/04GK104302561SQ201380026629
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2013年3月19日 優(yōu)先權(quán)日:2012年5月23日
【發(fā)明者】馬子都 申請人:開利公司