CN101128710A - 在运输集装箱或类似物内确保稳定的温度方法和装置 - Google Patents

Abstract

一种更好地利用制冷物质的潜在冷能在运输集装箱或类似物内产生和维持预定温度的方法和装置，其利用干冰或具有非常低升华温度的类似第一相变物质。在该运输集装箱内部布置一容器用于这种低升华温度的相变物质，所述容器具有一带有用于容纳具有高得多的熔点的第二相变物质的空腔的外壳，该容器的所述空腔至少部分包围容器的内部，在该容器内装有具有基本上更低熔点的相变物质。

Description

在运输集装箱或类似物内确保稳定的温度方法和装置

技术领域

本发明涉及一种用于通过放置在一形成基本上封闭的容积或空间的集装箱内的冷却剂来在该集装箱内维持适合待运输货物的温度的方法和装置，其中该冷却剂是一种具有非常低蒸发温度的相变物质(PCM)，用于产生和维持适合内部货物的温度。

背景技术

已知的是，在集装箱和类似容器内部装入或多或少的干冰，即固体碳酸或类似PCM，而干冰在运输期间受周围环境温度影响的蒸发或升华过程是难以调节的。这就导致了高的干冰成本和不理想的效果，因为几乎不可能如所希望的那样来控制集装箱内的温度。

另外已知的是，在具有优选为封闭空间的运输箱和类似物处布置壁，并用具有高熔化温度的相变物质(PCM)，例如水填充所述空间。在将放置在一空间的货物装入箱子之前，箱子非常的冷以至相变物质变为固态。在运输期间，恢复原态所需的热量将从穿过箱壁的环境空气中收集，几乎不会影响到内部。在长期运输中，如果PCM是水或冷冻混合物，就可能产生一些问题，这是因为为了在运输箱内部维持预期的低温，必须要有非常大的容积。

上述第一个方案，即利用具有非常低蒸发温度的已知相变物质例如干冰、液态CO₂、液态氮或类似物其实非常少使用，因为这是由费用以及极低的温度经常不利地影响被运输货物的事实决定的。

另一个同样重要的缺陷是，由于被运输货物不允许低于+/-0℃，因此货物必须与装有蒸发的干冰的干冰存放容器隔离，这就导致了对干冰冷能的不佳和低利用率，以及增加的处理费用。

发明内容

本发明的一个新的思路是同时利用具有非常低蒸发温度的第一相变物质(PCM)和具有更接近适合待运输货物或商品的预期温度的熔点或温度的第二相变物质(PCM)。这样也得到一个较低的Δ-t，从而导致了所需干冰量的大量减少、更高的安全性、可控的操作以及对干冰或类似PCM更低的消耗和花费。

对根据本发明的方法有这样的要求，即，使其能够在运输对温度敏感的货物，例如冷藏或深冻食物的隔热集装箱或箱子内维持一预期温度。如今干冰经常用于这种运输中，并且被放置在一个位于隔热运输集装箱的上部的容器中。由于高的Δ-t(在22℃的外界或环境温度下为100℃)，大量的干冰潜在“冷能”将经由集装箱的顶和壁逸出。由于热收集冷，环境的热量将迅速穿过集装箱的隔热材料。

根据本发明布置且适用于干冰或类似第一相变物质，即第一PCM的容器具有中空的或带内部空间的底部、顶部例如盖子，有时还有壁，这些内部空间则适于容纳常温时为液态并因此具有高熔化和冻凝温度的第二相变物质，即第二PCM。第二相变物质可以是水或水的混合物，优选为装入密封的袋子或类似柔软的容器中，而后这些袋子或容器又被放入底部、盖子和壁的空腔。当然，相变物质可以直接装入这些空腔，但是使用袋子或类似物的方式减少或消除了泄露的危险。

容器盖子的尺寸优选制成为使得它能够放置在容器的壁内，以便搁置在容器内部的干冰或第一PCM上。因此，在该实施例中，沿着盖子的边缘具有蒸发的干冰的通道。

将干冰或第一PCM装入容器内部的预定部分并将该容器安装在运输集装箱内之后，干冰开始蒸发或升华，即由固态变为气态，同时，释放出来的冷能将影响在容器的盖子、底部以及有时还有壁的内部具有更高凝固温度的第二相变物质，并将它们变为固态。

当装有对温度敏感的货物的集装箱在运输期间受到环境热量的影响时，运输集装箱内的热量影响容器的外部，并企图将容器空腔中的相变物质变为液态，该相变物质在初期在容器内部干冰的影响下转变为固态并保持这种状态。渐渐地并且最终地，在集装箱内部环境热量的影响下刚提到的所述相变物质变为液态。然而，只要干冰存在，这种熔化就会因为干冰的反作用而延迟。

如上所述的一个优点是，可以简单地通过选择一种合适的水混合物，根据被运输货物的预定温度，在一个宽的记录(register)内，例如+8、+/-0、-3、-12、-17、-21或-32℃，选择集装箱的货物装纳空间内的温度。

如上所述，干冰的Δ-t在22℃的外界或环境温度下为100℃。对于熔化温度为-21℃的第二PCM，Δ-t在22℃的外界温度下为43℃。对于熔点为+/-0℃的第二PCM，Δ-t在22℃的外界温度下为22℃。

本发明的一个重要特征是第一PCM很大程度被第二PCM包围。即使仅仅在底部和顶部设置有用于第二PCM的空间，从而该第二PCM至少部分地包围装有具有基本上较低熔点的第一PCM的容器的内部，也是这种情况。于是第一PCM就在很大程度上避免了环境的直接影响。在上下文中应当注意的是，上部和底部没有必要必须分别定位成向上和向下。虽然这种定向是优选的，但是其他的布置也是可以的。

同样优选的是，容器的壁也具有用于第二PCM的空间。这样环境对第一PCM的直接影响就降到最小。

这一方面，即第二PCM包围第一PCM并且这种组合位于一个待冷却的室的内部，与背景技术大不相同，在背景技术中并没有提出这种解决方案。

这是非常重要的，因为装入容器内的干冰的潜在冷能消耗与所用PCM的Δ-t成正比。

附图说明

下面，将进一步参考附图解释该发明，其中在其仅有的一幅图中图解地显示了根据本发明的适于放置在运输集装箱内的容器的横截面。

具体实施方式

如上所述，所述容器欲放置在一内部布置有对温度敏感的待运输货物的运输集装箱或类似空间内。

所述容器包括底部1、盖子2形式的顶部和侧壁3。底部、盖子，有时还有壁包括限定空间4和5的内层和外层，有时，尤其是如果该容器很高，可能还处于6表示的位置。在所示实例中，在空间4、5和6内插有许多装有适合类型的第二PCM的袋子或类似装置7。

在盖子2的边缘和壁3的内侧之间具有间隙8。这样，就使得盖子3能够放置在该容器内部布置的干冰或第一PCM上方，并且所述间隙布置成允许蒸发的气体逸出。

通常整个容器内充满干冰，这导致了第二PCM向固相的转变。当所述第二PCM变为固态，并受干冰的影响保持这种状态时，整个容器将在运输集装箱或类似物内部形成一个温度调节单元。漏入集装箱内部的热量将因为熔化底部、盖子和壁(如果运用)内部的PCM而消耗，这一过程将通过保留干冰而延迟或进行反向作用。

本发明可以在以下权利要求的范围内进行修改。在一个变形中，第一PCM被供给到一个单独的箱子内，该箱子例如可以通过滑动运动而定位在一个具有底部、顶部，可能还有壁部的装有第二PCM的外部容器内。在按此方式定位箱子后，外部容器内的开口可以用盖子或装有第二PCM的壁部盖住。作为选择，箱子可以具有至少一个装有第二PCM的壁。

根据特殊场合中的应用和需求，可以利用不同的第一和第二PCM材料。尤其，第二PCM可以是包括水的不同混合物，不过非水物质也可以用于本发明。

Claims (11)

1.一种用于在运输和/或储存对温度敏感或随温度而变的货物的空间内，例如在运输集装箱或箱子内获得和维持预定温度的方法，其中干冰或具有低或极低升华/蒸发温度的类似相变物质(第一PCM)用作制冷剂或制冷物质，其特征在于，提供具有双层底部(1)和顶部(2)的容器用于容纳干冰或类似PCM，限定空间(4，5)用于相变温度比第一PCM的相变温度高得多的第二相变物质(第二PCM)的步骤，所述温度也适应集装箱内的预期温度范围。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，为容器布置顶部(2)作为容器的盖子(2)。

3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，还为容器的壁(3)布置空间(6)用于容纳第二PCM。

4.如权利要求1、2或3所述的方法，其特征在于，装入货物时，将PCM物质引入容器或位于集装箱内部空间的上部的类似容器内。

5.如上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，以下另外的步骤，即将在袋子或类似物(7)内且处于液态的第二PCM，例如水或水的混合物引入或基本上充满在底部(1)、顶部(2)以及适宜时还有壁(3)的内部的空间(4，5，6)。

6.如上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，为所述空间(4，5，6)选择第二相变物质组成物的步骤，所述第二相变物质组成物具有分别接近集装箱内预期温度的凝固和熔化温度。

7.一种引入运输集装箱或箱子或者类似空间内且适于容纳制冷剂例如干冰或类似相变物质(第一PCM)的容器，所述第一PCM具有低或非常低的熔化或蒸发温度，其特征在于，该容器至少在上面和在下面由具有内部空腔(4和5)的底部(1)和顶部(2)限定，所述内部空腔用于容纳凝固和熔化温度远高于干冰或类似第一PCM的凝固和熔化温度的相变物质(第二PCM)。

8.如权利要求7所述的容器，其特征在于，顶部(2)是盖子(2)。

9.如权利要求7或8所述的容器，其特征在于，它包括具有用于容纳第二PCM的空间(6)的壁(3)。

10.如权利要求7-9中任一项所述的容器，其特征在于，该容器由底部(2)和壁(3)形成，其中底部(2)和壁(3)形成一个用于容纳第一PCM的空间，可分离的盖子(2)与由壁限定的一个开口通过一个间隙配合，并且适于靠在第一PCM上，所述间隙允许蒸发的气体离开第一PCM，。

11.如权利要求7-10中任一项所述的容器，其特征在于，在底部(1)、顶部(2)以及可能的壁(3)内部的第二PCM被装入密封的袋子或类似物(7)中。

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