CN103338952B - 用于冷藏室的空气交换设备 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种用于在储存易腐物品的冷藏室中调节空气的制冷机组，其具有改进的空气交换设备以选择性地允许新鲜空气进入所述冷藏室且同时将源自所述冷藏室中的空气排出。所述空气交换设备包括具有第一室和与所述第一室相隔离的第二室的管状构件，所述第一室具有与新鲜空气源流动连通的入口以及与蒸发器的吸入侧上的所述冷藏室流动连通的出口孔，且所述第二室具有与位于蒸发器风扇的排出侧中的所述冷藏室流动连通的入口以及与所述冷藏室的外部空间流动连通的出口孔。

Description

用于冷藏室的空气交换设备
相关申请案的交叉引用
本申请要求于2011年1月24日提交的序列号为61/435,526的美国临时专利申请的优先权。本申请的内容以全文引用方式并入本文。
技术领域
本发明大体涉及与易腐物品的保存有关的空气交换，且更具体而言，涉及与存放于冷藏室中的易腐物品的保存有关的空气交换。在具体的实施例中，本发明涉及一种与冷藏运输集装箱的货箱操作性相联的制冷机组。
发明背景
通常，易腐物品是在封闭空间，如卡车的货箱、拖车、集装箱或联运集装箱内的受控环境中进行传输的。也被称作运输制冷系统的制冷机组在货箱中与封闭空间操作性相联地使用，从而控制封闭空间中空气的温度。可操作制冷系统以在封闭空间中将空气温度保持在为存放在货箱中的特定类型的易腐物品所选择的期望温度范围内。制冷系统包括制冷机组，其包括布置于货箱外部的制冷剂压缩机和冷凝器以及布置在货箱的封闭空间中的蒸发器。在制冷循环中的按串联制冷剂流动关系的制冷剂电路中连接压缩机、冷凝器和蒸发器。当制冷系统正在运行时，空气从封闭空间中被抽出、通过蒸发器并随后返回至封闭空间，该蒸发器被布置于封闭空间中且与通过待冷却的制冷剂电路而循环的制冷剂成热交换关系。虽然通常是在冷却模式下运行的，制冷剂单元仍可配置有在封闭空间中的温度下降至期望温度范围的下限以下的情况下用于加热通过蒸发器的空气的装置。
某些易腐产品，如新鲜水果、蔬菜和花卉，产生作为呼吸过程产物的二氧化碳。在封闭环境中，随着二氧化碳的浓度上升，氧气浓度下降。如果氧气浓度太低或二氧化碳浓度太高，产品会腐坏。此外，某些水果、蔬菜和花卉释放作为熟化过程副产物的乙烯和/或乙烯化合物。已知在货箱的封闭空间中乙烯基气体的存在会促进熟化过程。
为了缓解这些情况，已知可将新鲜空气引入货箱内的封闭环境中，以及将源自货箱内封闭环境的空气排出。例如，美国专利号6,763,677公开了一种手动操作的新鲜空气通风孔，其与冷藏运输集装箱相联以向循环空气提供新鲜空气并将集装箱货箱外循环空气的一部分排出。通风孔结构包括大致为平面的盖和相对于盖可旋转的平面盖门的总成，该盖具有一对径向相对的流路开口且该平面盖门也具有一对径向相对的流路开口。当门旋转至将各对开口相对齐时，两个流路被打开，通过其中一个流路将新鲜空气引入循环空气并通过其中另一个流路将循环空气的一部分排出。
可从Carrier Corporation商购的通常与制冷系统相连使用的另一种通风孔结构由大体上为矩形的盖板所组成，该盖板具有通过其的单一开口且布置在上方并可相对于具有一对隔开的流路开口的板进行平移。当盖板中的开口位于其下板中相隔开的开口之间时，两个流路均被关闭。盖板按一定尺寸制作，使得当盖板中的开口平移至与板中开口之一相对版时，两个流路均被打开，通过其中一个流路将新鲜空气引入循环空气并通过其中另一个流路将循环空气的一部分排出。
虽然上述通风孔结构均在服务中有良好表现，但是存在从一个开口排出的空气被夹带在允许通过另一开口进入的新鲜空气中的可能性，这是因为一对开口彼此非常接近且进入的新鲜空气流与排出的排气流为平行地相对齐。因此，提供一种将排气夹带至进入的新鲜空气中的可能性降低的空气交换总成将会是一种进步。
发明概要
本发明提供了一种用于在储存易腐物品的冷藏室中调节空气的制冷机组，其具有改进的空气交换设备以选择性地允许新鲜空气进入冷藏室且同时将源自冷藏室中的空气排出。
制冷机组包括按照与冷藏室操作性相联的方式进行布置的蒸发器热交换器，用于使从冷藏室抽出的空气流通过蒸发器热交换器而循环并返回至冷藏室的蒸发器风扇，以及空气交换设备。空气交换设备包括管状构件，其具有第一室和与第一室相隔离的第二室。第一室具有与新鲜空气源流动连通的入口孔以及与蒸发器的吸入侧上的冷藏室流动连通的出口孔。第二室具有与位于蒸发器风扇的排出侧中的冷藏室流动连通的入口以及与冷藏室的外部空间流动连通的出口孔。
第一室的出口具有可从全开到全关进行选择性调整的流动区域。第一室的出口具有可从全开到全关进行选择性调整的流动区域。在空气交换设备的一个实施例中，第一室的出口具有可从全开到全关进行选择性调整的流动区域，第二室的出口具有可从全开到全关进行选择性调整的流动区域，且第一室的出口的流动区域的调整以及第二室的出口的流动区域的调整相协调，据此，第一室的出口的流动区域和第二室的出口的流动区域同时被打开或同时被关闭。
空气交换设备还可包括关于管状构件而布置的外壳，外壳具有与冷藏室的吸入侧连通的第一开口和连通至冷藏室外部空间的第二开口。管状构件可进行布置以在外壳中和相对于外壳旋转并选择性地在外壳中在相对于外壳的第一位置和相对于外壳的第二位置之间旋转，在第一位置上，管状构件的第一室的出口与外壳的第一开口实现全对版的并置且管状构件的第二室的出口与外壳的第二开口实现全对版的并置，且在第二位置上，管状构件的第一室的出口与外壳的第一开口实现不对版并置且管状构件的第二室的出口与外壳的第二开口实现不对版的并置。管状构件可选择性地在外壳中旋转以位于第一位置和第二位置之间的至少一个位置处，在该位置上，管状构件的第一室的出口与外壳的第一开口实现部分对版的并置且管状构件的第二室的出口与外壳的第二开口实现部分对版的并置。
空气交换设备还可包括在管状构件和外壳之间布置的密封构件。密封构件还可包括支承构件。驱动电机可与管状构件操作性地相联以相对于外壳旋转管状构件。
附图简述
为了进一步理解本发明，将结合附图参考下列详细描述，其中：
图1为移除侧壁和天花板的装备有制冷机组的冷藏运输集装箱的透视图；
图2为安装至图1的集装箱前壁的制冷机组前面的透视图；
图3为从集装箱内限定的货物空间中向前看的安装至图1所示集装箱前壁的制冷机组的蒸发器面的透视图；
图4为大体上沿图2的线4-4截取的制冷机组部分截面的侧视图；
图5为本文所公开的空气交换设备的示例性实施例的透视图；
图6为本文所公开的空气交换设备的管状构件的示例性实施例的透视图；以及
图7为大体上沿图4的线7-7截取的截面正视图。
具体实施方式
首先参照附图的图1，其示出冷藏货物集装箱的示例性实施例，其通常以10所表示。货物集装箱10具有由前壁12、后(back，rear)壁14、一对相对的侧壁13和15、天花板16和地板18形成的箱型结构。箱型结构限定了货物空间11，其中运输中的货物100的箱子、纸箱或托盘堆叠在地板18上。后壁14设有一个或多个门(未示出)，可通过所述门进入货物空间以将货物18载入集装箱10中。当关闭门时，在集装箱10中建立了基本上不透气的密封货物空间，其防止内部空气排出货物空间11。
制冷机组20被安装至集装箱10的壁上。通常，在集装箱10的前壁12的开口中收纳制冷机组20并围绕集装箱10前壁12的周边安装制冷机组20，如图1所示，从而调节冷藏室11，即集装箱10的货物空间中的空气。现在再参照图2，制冷机组20包括具有与货物空间11相隔离的相联压缩机驱动电机和冷凝器/气体冷却器模块(未示出)的压缩机22以及与集装箱10中限定的货物空间11操作性相联的蒸发器模块。冷凝器/气体冷却器模块包括安装于位于货物空间11外部的制冷机组20的正截面中并大体上位于冷凝器风扇24后面的制冷剂排热式热交换器(未示出)。冷凝器风扇24通过位于制冷机组20前面下部的开口25抽吸环境室外空气，随后通过位于前面板21后面的冷凝器/气体冷却器热交换器流通空气并将空气排回至室外环境中。
提供空气交换设备26以允许新鲜的室外空气进入集装箱10的货物空间11中，例如通过蒸发器模块吸入侧上的蒸发器模块30进入气流循环，并同时将源自集装箱10的货物空间11中的不新鲜的空气排出，例如源自穿过蒸发器模块30的气流。将空气交换设备26布置在其前端以通过前面板21打开并向后延伸以在其后端打开进入集装箱10的货物空间11中。新鲜的空气可以是直接从位于集装箱10的货物空间11外部的环境中抽吸的大气。排出的空气是指源自货物空间11中的不新鲜的空气，其通常已增加源自货物空间11中产品的排气浓度，如乙烯和/或乙烯基气体和/或二氧化碳。
现在参照图3，特别地，蒸发器模块30包括制冷剂吸热式热交换器32和一个或多个具有相联的风扇电机36的蒸发器风扇34，例如置于风扇使用面板38(见图2)后的两个蒸发器风扇34，其置于集装箱10的限定区域内。蒸发器风扇34将回气从货物空间11抽至在集装箱10的限定区域内沿前壁12的上部区域和至集装箱10货物空间11的开口所限定的回气腔室35中。蒸发器风扇34使回气和任何可通过空气交换设备26进入并与回气在回气腔室35中混合的新鲜的室外空气向下通过蒸发器热交换器32以调节温度并将所调节的空气作为供气通过出口38传回至在集装箱10中限定的货物空间11中。尽管制冷机组20通常是在冷却模式下运行以降低回气的温度，制冷机组20仍可装有辅助空气加热装置(未示出)以当集装箱10在所处环境的环境室外温度低于期望的物品运输温度的区域中进行中转时加热回气。
现在参照图4、5和6，空气交换设备26包括具有第一室42和第二室44的管状构件40。管状构件40所限定的内部体积通过防流动透过的隔壁46被分成第一室42和第二室44，从而使第一室42和第二室44相互隔离。第一室42具有与新鲜空气源流动连通的在管状构件40的前端41开口的入口48以及与回气腔室流动连通的可选择性对版的出口50，该出口50向蒸发器34吸入侧上的集装箱10的冷藏货物空间11开放。第二室44具有与蒸发器风扇排出侧上的冷藏货物空间11流动连通的在管状构件40后端43开口的入口52以及与集装箱10冷藏货物空间11的外部空间流动连通的可选择性对版的出口54。
管状构件40的第一室42的出口50可具有可从全开到全关进行选择性调整的流动区域。相似地，管状构件40的第二室44的出口54可具有可从全开到全关进行选择性调整的流动区域。第一室42的出口48的流动区域的调整以及第二室44的出口54的流动区域的调整相协调，据此，第一室42的出口48的流动区域和第二室44的出口54的流动区域同时被打开并同时被关闭。因此，当第一室42的出口48和第二室44的出口54均被打开时，发生空气交换以将源自冷藏货箱的空气排至集装箱10的外部并替换为新鲜的空气。在图4-6所示的示例性实施例中，进入的新鲜空气是通过入口48从集装箱10外部的环境大气抽取至管状构件40的第一室42，并经第一室42的出口50进入并通过导管56以进入位于蒸发器风扇34吸入侧上的回气腔室35中。源自集装箱10内部的空气被排至大气中，其从位于蒸发器风扇34吸入侧上供气路径58通过入口52进入管状构件40的第二室44，并继而通过第二室44的出口54，例如进入通过制冷机组20的冷凝器/气体冷却器热交换器的环境气流中。当第一室42的出口50和第二室44的出口54均被关闭时，不发生空气交换。
参照图4和5，特别地，空气交换设备26还包括收纳管状构件40的外壳60。外壳60具有经导管56与位于蒸发器风扇34吸入侧上的回气腔室35连通的第一开口62以及连通至冷藏物品空间11的外部空间的第二开口64。将管状构件40收纳至外壳60中并对其进行布置以在外壳60中和相对于外壳60进行旋转。管状构件40可选择性地在外壳60中在相对于外壳60的第一位置和相对于外壳60的第二位置之间关于其纵轴旋转，在第一位置上，管状构件40的第一室42的出口50与外壳60的第一开口62实现全对版的并置且管状构件40的第二室44的出口54与外壳60的第二开口64实现全对版的并置，且在第二位置上，管状构件40的第一室42的出口50与外壳60的第一开口62实现完全的不对版且管状构件的第二室44的出口54与外壳的第二开口实现完全的不对版。此外，管状构件40可选择性地在外壳60中旋转以定位于第一位置和第二位置之间的至少一个额外位置处，在该位置上，管状构件40的第一室42的出口50与外壳60中的第一开口62实现部分对版的并置且管状构件40的第二室44的出口54与外壳60的第二开口64实现部分对版的并置。
现在再参照图7，在管状构件40的外表面和其中置有管状构件40的外壳60的接触面之间相接触地置有密封构件66。密封构件66可由具备足够密度和弹性以在管状构件40的外表面和外壳60的接触面之间防止空气流动的材料构成。密封构件66也可由不仅具备足够密度和弹性以在管状构件40的外表面和外壳60的接触面之间防止空气流动而且具有低摩擦特性的材料制成，因此密封构件66包括密封构件和支承构件。可将密封构件66成形或粘附性地粘合至管状构件的外表面。
可通过手动地抓住管状构件40上的前轮缘68并适当地关于管状构件40的纵轴顺时针或逆时针地旋转轮缘68以相对于外壳60将管状构件40可选择性地定位于全开、部分打开或全闭的位置上，其中轮缘68可设有凸边或以其他方式进行配置以便于抓住。然而，如有需要，可按照与管状构件40操作性相联的方式设置电机以在控制器，例如：制冷机组控制器的控制下关于其纵轴驱动管状构件40。例如，可在位于管状构件40下方与其操作性相联的外壳60的下室72中布置电动马达70。例如，马达70的驱动机构(未示出)可与管状构件40上的环形齿轮74驱动性的相连。
如前所述，在现有技术中的新鲜空气交换系统中，从一个开口排出的空气仍有可能被夹带在允许通过另一开口进入的新鲜空气中，这是因为一对开口彼此非常接近且进入的新鲜空气流与排出的排气流为平行地相对齐。在本文所公开的新鲜空气交换系统中，消除了将从空气交换设备26的管状构件40的第二室44的出口54排出的排气摄入通过入口46进入空气交换设备26的第一室42的新鲜空气流中的现象。首先，以大体垂直于第一室42入口46的方式布置第二室44的出口54，据此，将从出口54排出的排气流以大体垂直于，而非平行于通过入口46进入的新鲜空气流的方式排出。此外，排气流可被排放至在置于制冷机组的前面板后面的冷凝器/气体冷却器热交换器上方通过的环境空气流中并被携带在空气流中以通过冷凝器风扇的排放口排至大气中，该冷凝器风扇的排放口可位于距离空气交换设备26通过前面板向大气开放的位置至少几英尺远的位置。
本文使用的术语是用于描述而非限制。本文所公开的具体结构和功能细节不得被解释为限制，而仅仅是用作教导本领域的技术人员使用本发明的基础。本领域的技术人员也将认识到，可在不脱离本发明的范围的情况下，使用等价物取代参考本文公开的示例性实施例而描述的元件。
尽管已参照图示的示例性实施例具体地示出和描述了本发明，但是本发明的技术人员将认识到在不脱离本发明的精神和范围的情况下可做出各种修改。因此，本发明并不限于所公开的特定实施例，但本公开将包括落在所附权利要求范围内的所有实施例。

Claims (13)

1.一种用于在储存易腐物品的冷藏室中调节空气的制冷机组，所述制冷机组包括：
蒸发器热交换器，其以与所述冷藏室操作性相联的方式进行布置；
蒸发器风扇，其用于使从所述冷藏室抽出的空气流过所述蒸发器热交换器而循环并返回至所述冷藏室，所述蒸发器风扇具有吸入侧和排出侧；以及
空气交换设备，其包括具有第一室和与所述第一室相隔离的第二室的管状构件，所述第一室具有与新鲜空气源流动连通的入口以及与所述蒸发器风扇的吸入侧上的所述冷藏室流动连通的出口，且所述第二室具有与位于所述蒸发器风扇的排出侧中的所述冷藏室流动连通的入口以及与所述冷藏室的外部空间流动连通的出口；
其中，所述空气交换设备还包括关于所述管状构件而布置的外壳，所述外壳具有与所述蒸发器风扇的吸入侧连通的第一出口和连通至所述冷藏室的所述外部空间的第二出口。
2.根据权利要求1所述的制冷机组，其中所述第一室的所述出口具有可从全开到全关进行选择性调整的流动区域。
3.根据权利要求1所述的制冷机组，其中所述第二室的所述出口具有可从全开到全关进行选择性调整的流动区域。
4.根据权利要求1所述的制冷机组，其中：
所述第一室的所述出口具有可从全开到全关进行选择性调整的流动区域；
所述第二室的所述出口具有可从全开到全关进行选择性调整的流动区域；以及
所述第一室的所述出口的所述流动区域的调整以及所述第二室的所述出口的所述流动区域的调整相协调，据此，所述第一室的所述出口的所述流动区域和所述第二室的所述出口的所述流动区域同时被打开并同时被关闭。
5.根据权利要求1所述的制冷机组，其中所述管状构件可选择性地在所述外壳中在相对于所述外壳的第一位置和相对于所述外壳的第二位置之间旋转，在所述第一位置上，所述管状构件的所述第一室的出口与所述外壳的第一开口实现全对版的并置且所述管状构件的所述第二室的出口与所述外壳的第二开口实现全对版的并置，且在所述第二位置上，所述管状构件的所述第一室的所述出口与所述外壳的所述第一开口实现不对版并置且所述管状构件的所述第二室的所述出口与所述外壳的所述第二开口实现不对版的并置。
6.根据权利要求5所述的制冷机组，其中所述管状构件可选择性地在所述外壳中旋转以定位于所述第一位置和所述第二位置之间的至少一个位置处，在所述位置上，所述管状构件的所述第一室的所述出口与所述外壳的所述第一开口实现部分对版的并置且所述管状构件的所述第二室的所述出口与所述外壳的所述第二开口实现部分对版的并置。
7.根据权利要求1所述的制冷机组，其还包括在所述管状构件和所述外壳之间布置的密封构件。
8.根据权利要求7所述的制冷机组，其中所述密封构件还包括支承构件。
9.根据权利要求1所述的制冷机组，其还包括驱动电机，所述驱动电机与所述管状构件操作性地相联以相对于所述外壳旋转所述管状构件。
10.根据权利要求1所述的制冷机组，其中以大体正交于所述管状构件的所述第一室的所述入口的方式布置所述管状构件的所述第二室的所述出口。
11.一种用于将新鲜空气传输至冷藏室中并将源自所述冷藏室中的空气排至外部空间的空气交换设备，所述空气交换设备包括：
外壳，其具有与所述冷藏室连通的新鲜空气出口和连通至所述冷藏室的所述外部空间的空气排气口；以及
管状构件，其具有第一室和与所述第一室相隔离的第二室，所述第一室具有与新鲜空气源流动连通的入口以及与所述外壳的新鲜空气出口流动连通的可对版的出口，且所述第二室具有与所述冷藏室流动连通的入口以及与所述空气排气口流动连通的可对版的出口。
12.根据权利要求11所述的空气交换设备，其中所述管状构件可选择性地在所述外壳中在相对于所述外壳的第一位置和相对于所述外壳的第二位置之间旋转，在所述第一位置上，所述管状构件的所述第一室的出口与所述外壳的第一开口实现全对版的并置且所述管状构件的所述第二室的出口与所述外壳的第二开口实现全对版的并置，且在所述第二位置上，所述管状构件的所述第一室的所述出口与所述外壳的所述第一开口实现不对版并置且所述管状构件的所述第二室的所述出口与所述外壳的所述第二开口实现不对版的并置。
13.一种允许第一气态流体进入封闭体积内且同时将源自所述封闭体积的第二气态流体排出的装置，其包括：
管状构件，其具有第一室和与所述第一室相隔离的第二室，所述第一室具有与所述第一气态流体的源头流动连通的入口以及与所述封闭体积流动连通的可对版的出口，且所述第二室具有与所述封闭体积流动连通的入口以及与所述封闭体积的外部空间流动连通的可对版的出口；
其中，所述管状构件可选择性地在外壳中在相对于所述外壳的第一位置和相对于所述外壳的第二位置之间旋转，在所述第一位置上，所述管状构件的所述第一室的出口与所述外壳的第一开口实现全对版的并置且所述管状构件的所述第二室的出口与所述外壳的第二开口实现全对版的并置，且在所述第二位置上，所述管状构件的所述第一室的所述出口与所述外壳的所述第一开口实现不对版并置且所述管状构件的所述第二室的所述出口与所述外壳的所述第二开口实现不对版的并置。
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