CN108351144A - 具有制冷剂稀释的冷藏运输系统 - Google Patents

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C.N.普尔曼
L.D.伯恩斯
G.鲁西诺洛
R.A.艾迪
M.J.多尔默
R.A.乔普科
J.J.伯基尔
I.赖金
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Abstract

一种冷藏运输系统(20)包括：主体(22)，所述主体封闭制冷间。制冷系统(30)包括：制冷剂的充注；压缩机(36)，所述压缩机用于沿着制冷剂流动路径(34)驱动所述制冷剂；第一换热器(38)，所述第一换热器沿着所述制冷剂流动路径并且被定位以在冷却模式下将热排到外部环境；以及第二换热器(42)，所述第二换热器沿着所述制冷剂流动路径并且被定位以在所述冷却模式下从所述制冷间吸收热。所述冷藏运输系统具有用于检测所述制冷剂的泄漏的检测器(232)。

Description

具有制冷剂稀释的冷藏运输系统
相关申请的交叉参考
要求保护2016年2月8日提交的并且标题为“Refrigerated Transport Systemwith Refrigerant Dilution”的美国专利申请No.62/292,692以及2015年11月9日提交的并且标题为“Refrigerated Transport System with Refrigerant Safety”的美国专利申请No.62/253,070的权益，所述美国专利申请的公开内容就像详细阐述一样全文以引用的方式并入本文中。
背景
本公开涉及冷藏运输系统，诸如联运集装箱。更具体地说，本公开涉及这类冷藏运输系统中的制冷剂安全。
示例性冷藏联运集装箱(也称作海运集装箱或联运海运集装箱)在集装箱的一端具有设备模块。设备模块含有蒸汽压缩系统，所述蒸汽压缩系统具有压缩机、沿着制冷剂流动路径在压缩机下游的排热式换热器、膨胀装置，以及吸热式换热器。一个或多个第一风扇可以驱动外部气流跨越排热式换热器。一个或多个第二风扇可以驱动内部气流跨越吸热式换热器。在各种实现方式中，为了对集装箱供电，可能存在连接至外部电源的电源线。为了易于制造或维修，设备模块可以预先形成为可与集装箱主体的剩余部分配合(例如，可插入至主体的开放前端中)的模块。这种集装箱制冷系统的一个实例由康涅狄格州的CarrierCorporation of Farmington以ThinLINE为商标进行销售。2014年12月30日提交的并且标题为“Access Panel”的Rau的美国专利申请62/098144中发现这个系统的实例，所述美国专利申请的公开内容就像详细阐述一样全文并入本文中。另外，冷藏卡车车厢、冷藏有轨车等可以具有制冷系统，所述制冷系统具有不同形式或不同程度的模块性。
已存在寻找低全球变暖潜能值(GWP)制冷剂来取代常规制冷剂(诸如R-134a)的一般举措。也具有低GWP的一些提出的和可能的未来取代制冷剂与之前的制冷剂相比可能具有较高的可燃性和/或毒性水平。这些包括各种氢氟烃(HFC)和碳氢(HC)制冷剂。2015年1月22日公布的国际公布No.WO2015/009721A1中发现用于与可燃制冷剂一起使用的背景阻火器技术，所述国际公布的公开内容就像详细阐述一样全文以引用的方式并入本文中。
另外，气调(CA)集装箱用以运送各种易腐烂的物品。这些可以具有主要用以限制集装箱内的氧气含量的气体源。2015年11月5日公布的并且标题为“ControlledEnvironment Shipping Containers”的Goldman的美国专利申请公布2015/0316521 A1中发现一个实例。
概要
本公开的一个方面涉及一种冷藏运输系统，所述冷藏运输系统包括：主体，所述主体封闭制冷间。制冷系统包括：制冷剂的充注；压缩机，所述压缩机用于沿着制冷剂流动路径驱动所述制冷剂；第一换热器，所述第一换热器沿着所述制冷剂流动路径并且被定位以在冷却模式下将热排到外部环境；以及第二换热器，所述第二换热器沿着所述制冷剂流动路径并且被定位以在所述冷却模式下从所述制冷间吸收热。所述冷藏运输系统具有用于检测所述制冷剂的泄漏的检测器。
在以上实施方案中的任一者的一个或多个实施方案中，所述冷藏运输系统还包括耦合至所述检测器的稀释气体源。
在以上实施方案中的任一者的一个或多个实施方案中，所述稀释气体基本上由氮气组成。
在以上实施方案中的任一者的一个或多个实施方案中，所述冷藏运输系统还包括被耦合以控制来自所述稀释气体源的流量的自动阀。
在以上实施方案中的任一者的一个或多个实施方案中，所述稀释气体源经由所述自动阀耦合至沿着设备箱管道定位的一个或多个出口。
在以上实施方案中的任一者的一个或多个实施方案中：所述稀释气体源包括具有第一出口和第二出口的钢瓶；并且第一所述自动阀被定位以控制来自所述第一出口的流量并且第二所述自动阀被定位以控制来自所述第二出口的流量。
在以上实施方案中的任一者的一个或多个实施方案中，所述冷藏运输系统还包括控制器，所述控制器将所述检测器耦合至所述自动阀(612)以控制来自所述稀释气体源的流量。
在以上实施方案中的任一者的一个或多个实施方案中，所述控制器被配置成：从所述检测器接收输入；以及响应于达到阈值，打开所述自动阀。
在以上实施方案中的任一者的一个或多个实施方案中，所述冷藏运输系统还包括沿着所述制冷剂流动路径的第一阀以及沿着所述制冷剂流动路径并且耦合至所述检测器的第二阀。
在以上实施方案中的任一者的一个或多个实施方案中，所述第一阀和所述第二阀是常闭阀，所述常闭阀耦合至所述检测器以响应于所述检测器检测到所述制冷剂流动路径外部的所述制冷剂而关闭。
在以上实施方案中的任一者的一个或多个实施方案中，所述主体包括：一对侧壁；顶部；底部；以及一个或多个门。
在以上实施方案中的任一者的一个或多个实施方案中，所述冷藏运输系统还包括锁定机构，所述锁定机构具有锁定所述门的第一状态以及允许所述门打开的第二状态并且耦合至所述检测器。
在以上实施方案中的任一者的一个或多个实施方案中，所述锁定机构耦合至所述检测器以响应于所述检测器检测到所述制冷剂流动路径外部的所述制冷剂而从所述第二状态移动至所述第一状态。
在以上实施方案中的任一者的一个或多个实施方案中，所述锁定机构安装在所述制冷间内部。
在以上实施方案中的任一者的一个或多个实施方案中，所述冷藏运输系统还包括以下中的一者或两者：耦合至所述检测器的外部可见的灯；以及耦合至所述检测器的外部可听的警报。
在以上实施方案中的任一者的一个或多个实施方案中，所述冷藏运输系统还包括电池供电的通风扇。
在以上实施方案中的任一者的一个或多个实施方案中，所述冷藏运输系统还包括：第一电扇，所述第一电扇被定位以驱动气流跨越所述第一换热器；以及第二电扇，所述第二电扇被定位以驱动来自所述制冷间的循环气流跨越所述第二换热器。
在以上实施方案中的任一者的一个或多个实施方案中，所述冷藏运输系统还包括电池，所述电池与主控制器的电池(如果存在的话)不同，并且耦合至所述检测器。
在以上实施方案中的任一者的一个或多个实施方案中，蒸汽压缩回路的制冷剂充注具有至少轻度可燃的可燃性分类。
在以上实施方案中的任一者的一个或多个实施方案中，所述蒸汽压缩回路的制冷剂充注具有高度可燃的可燃性分类。
在以上实施方案中的任一者的一个或多个实施方案中，所述蒸汽压缩回路的制冷剂充注包括至少50重量％的R-1234ze(E)、R-1234yf、R-32、丙烷和氨中的一者或组合
在以上实施方案中的任一者的一个或多个实施方案中，所述蒸汽压缩回路的制冷剂充注包括至少3重量％的丙烷。
在以上实施方案中的任一者的一个或多个实施方案中，所述蒸汽压缩回路的制冷剂充注包括至少50重量％的丙烷。
在以上实施方案中的任一者的一个或多个实施方案中，所述冷藏运输系统为冷藏联运海运集装箱，其中：所述一个或多个门包括在所述主体的第一端处的一对铰接门；并且所述制冷系统安装在所述主体的与所述第一端相对的第二端处的设备箱中。
在以上实施方案中的任一者的一个或多个实施方案中，所述检测器包括非色散红外传感器。
在以上实施方案中的任一者的一个或多个实施方案中，控制器耦合至所述检测器以便响应于所述检测到所述制冷剂的泄漏而进行以下各项中的至少一者：对所述制冷间通风；从气体源引入稀释气体；锁定所述一个或多个门中的至少一个门；隔离所述制冷流动路径的一部分；以及提供所述检测的可听和/或可见指示。
在以上实施方案中的任一者的一个或多个实施方案中，一种用于操作所述冷藏运输系统的方法包括：响应于所述检测到所述制冷剂的泄漏而进行以下各项中的至少一者：对所述制冷间通风；从气体源引入稀释气体；锁定所述一个或多个门中的至少一个门；隔离所述制冷流动路径的一部分；以及提供所述检测的可听和/或可见指示。
附图和以下描述中阐述了一个或多个实施方案的细节。根据描述和附图，并且根据权利要求书，其它特征、目标和优点将为显而易见的。
附图简述
图1是冷藏货物集装箱的剖面图。
图2是冷藏货物集装箱的后视图。
图3是冷藏货物集装箱的制冷系统的示意图。
图4是图1的集装箱的制冷单元的前视图。
图5是冷藏货物集装箱的示意性侧视剖面图。
图6是冷藏货物集装箱的门的锁定把手的视图并且示出了外部辅助锁定机构。
图7是冷藏货物集装箱的替代对门的内部视图，其示出了内部辅助锁定机构。
图8是惰化系统的组件的部分示意图。
各图中相同参考数字和标号指示相同元件。
详细描述
图1示出了可以用船、卡车、火车等运输的联运集装箱20。集装箱具有封闭内部24的主体22。主体和内部基本上形成为直平行六面体。主体具有顶部22A、底部22B、第一侧面22C、第二侧面22D、第一端22E和第二端22F。顶部、底部和侧面可以是一体的刚性金属结构系统。第一端可以由设备模块26(“设备箱”)封闭。第二端可以基本上由一对相对铰接的门28A、28B(图2)形成。
设备模块含有蒸汽压缩制冷系统30(图3)。所示实例沿着制冷剂流动路径34按顺序包括压缩机36、排热式换热器38、膨胀装置40(例如，电子膨胀阀、热膨胀阀、孔等)以及吸热式换热器42。一个或多个第一风扇50可以驱动外部气流520跨越排热式换热器。一个或多个第二风扇52A、52B(图3和4)可以沿着相应流动路径510A、510B驱动内部气流522A、522B跨越吸热式换热器。
在各种实现方式中，为了对集装箱供电，可能存在连接至外部电源的电源线(未示出)。另外，集装箱可以与发电机60(图3，例如具有内燃机)相关联。对于联运集装箱，发电机可以是可以单独安装至携载集装箱的运载工具(拖车或有轨车)的配件“发电机组”的一部分。其它运输制冷系统(诸如专用拖车)可以将发电机集成到安装至拖车车厢前面的设备主体中。制冷系统可以包括由主电池66供电的主控制器64(例如，具有处理器、存储器和存储装置以用于运行程序以执行所需功能)。电池通常是在集装箱插入至外部电源或运行中的发电机组中时充电的可再充电电池。
为了易于制造或维修，设备模块可以预先形成为可与集装箱主体的剩余部分配合(例如，可插入至主体的开放前端中)的模块。
模块26包括前面板70(图4)。面板70可以具有多个开口，其中一些开口可以由各种构件封闭。开口中的两个是沿着两个蒸发器风扇52A和52B的相应气体流动路径510A、510B。这些流动路径可以彼此隔离或可以仅仅是单一流动路径的相邻的一半(或可以是组合，分开的和合并的)。在这个实例中，开口横跨风扇，使得开口的一部分在风扇上游并且开口的一部分在下游。开口由相应的检修面板80A、80B(图4)封闭。示例性面板80A包括用于通风以进行新鲜空气交换的旋转闸阀(例如，电动的)。还可以具有小的鼓风扇81A以将空气从流动路径510A抽出(或可以依赖于跨越相邻蒸发器风扇的泄漏)。可以提供其它阀/闸结构。所示面板80B没有任何通风口/阀和/或鼓风机但也可以具有一个。
一对示例性后门28A、28B(图2)沿着其外侧边缘与相邻侧面铰接200并且在其内侧边缘处会合。为了将门紧固在适当位置，每个门具有安装在衬套中以用于围绕其中心竖直轴旋转的一对竖直定向的锁定条202。在上端和下端处，锁定条中的每一者具有凸轮，凸轮可以与分别安装在后顶梁和后底梁中的相关联的互补保持器相互作用。当门在其打开状态与关闭状态之间旋转时，锁定条可以在凸轮与保持器互锁的锁定状态与凸轮可以从保持器自由地通过的解锁状态之间旋转大约90°或直到大约180°。
锁定条中的每一者安装有用于使所述条旋转的把手204。把手具有安装至条的近端(例如，通过枢转支架206)和手柄处的远端。在锁定状态下，把手沿着相关联的门的后表面平坦地放置。把手可以通过门上的可释放的挂钩220(图6)保持在适当位置。在一些实现方式中，门上的定位器222与挂钩相关联。在该情形中，拔插栓动作涉及释放挂钩，使把手稍微向上旋转(围绕枢转支架的枢转轴)以脱离定位器，并且接着使把手围绕锁定杆的轴向外旋转以使凸轮从保持器脱离。锁定/插栓运动涉及相反操作。在其它示例性实现方式中，把手可以非枢转地安装至锁定杆，使得将门解锁不需要首先升高把手。
为了解决蒸汽压缩系统中的危险或可燃制冷剂的使用，若干特征中的一者或多者可以添加至基本(例如，现有技术)集装箱主体或包括在设备模块中。示例性制冷剂根据ANSI/ASHRAE标准34-2007具有可燃性和毒性等级A3/B3、A2L/B2或A2。除了其它碳氢制冷剂外，这些包括R-290(丙烷)。A2L(非毒性、轻度可燃)制冷剂包括R-1234yf、R-1234ze(E)和R-32。A3(非毒性、高度可燃)制冷剂包括丙烷。B2L(毒性、轻度可燃)制冷剂包括氨。B3(毒性、高度可燃)制冷剂包括丙酮和环戊烷。相同的等级标准可以适用于制冷剂混合物。
HVAC/R应用中使用的可燃制冷剂可能泄漏并迁移到不期望的区域，诸如HVAC/R系统附近的受限空间。当可燃制冷剂在空气或另一氧化剂存在的情况下暴露于点火源时，存在燃烧事件的可能性。术语可燃性是指混合的制冷剂-空气混合物起初在环境压力和温度条件下在移除适当的点火源之后自我支持火焰传播的能力。只要混合物的组成在称作可燃下限和可燃上限-分别是LFL和UFL的某些极限内，则这种火焰或爆燃将贯穿气体混合物传播。LFL表示当与空气充分混合时可能在给定初始温度和压力条件下点火并使火焰传播时的最低制冷剂浓度。类似地，制冷剂的可燃上限(UFL)表示可以使火焰传播的具有空气的最高制冷剂浓度。
为了将制冷剂分类为可燃或非可燃的，诸如ANSI/ASHRAE标准34的安全标准已经使用火花点火源建立了测试方法，诸如ASTME681用于化学品(蒸汽和气体)的可燃性的浓度极限的标准测试方法。
可以基于可燃下限测试、燃烧热值以及层流燃烧速度测量将可燃程度指派给三个类别中的一者(1或不可燃，2或轻度可燃，以及3或高度可燃)。如果制冷剂满足所有以下三个条件则可以将制冷剂指派为类别2：(1)当在140°F(60℃)和14.7绝对压强(101.3kPa)下测试时展现火焰传播，(2)LFL＞0.0062磅/立方英尺(0.10kg/m3)，并且(3)燃烧热值＜8169Btu/lb(19,000kJ/kg)。如果制冷剂满足以下两个条件，则可以将制冷剂指派为类别3：(1)当在140°F(60℃)和101.3kPa(14.7绝对压强)下测试时展现火焰传播，(2)LFL≥0.0062磅/立方英尺(0.10kg/m3)，或其燃烧热值≥8169Btu/lb(19,000kJ/kg)。
需要HVAC/R系统或组件，其在点火后减轻火焰到其它附近易燃材料的蔓延，减轻可能引起受限空间中的显著过压和结构损坏或人员伤害的预混合的爆燃或爆炸的传播，和/或在可能对附近的人造成威胁的制冷剂-空气混合物点火后很快熄灭火焰。
总充注可以基本上由一种或多种这类制冷剂(例如，考虑污染物和诸如防腐剂的添加剂的行业标准等级)或至少30重量％或50重量％的这类制冷剂组成。丙烷有效率并且成本低。其或其它制冷剂可以形成混合物中的基础制冷剂或少数成分。可以使用含有至少3.0重量％的水平的丙烷或其它制冷剂的混合物。
第一特征是电子控制或电控制的辅助锁定机构(锁)230，其可以被添加以响应于检测器232(图5)检测到制冷剂泄漏而采取行动。检测器被定位用来检测集装箱内部(尤其是制冷间中)的制冷剂的存在。这种检测器存在许多可能的位置，包括设备箱内的位置(例如，沿着流动路径510A或510B中的一者与管道中的蒸发器相邻，在与制冷间或空间的其余部分通信的设备模块之内或之外)或更远处(例如，甚至运到在门上或与门相邻)。
示例性检测器包括红外传感器连同可能适合的信号处理以及输出电子元件。示例性红外传感器是非色散红外(NDIR)传感器。示例性NDIR传感器的目标感测范围是3250nm到3650nm或6500nm到7650nm。这些范围是近似的并且通常与用于检测碳氢制冷剂的主要烃峰相关。替代NDIR传感器是两通道传感器，其中一个通道用于以上功能并且另一通道充当用以感测集装箱内部温度的较标准的传感器。替代传感器将为金属氧化物传感器或电化学传感器。
尽管可能存在具有极少控制逻辑的各种硬连线/硬编码或模拟实现方式，但是示例性实现方式涉及与编程控制器(其又与辅助锁230通信)通信的检测器232。控制器可以是制冷系统的主控制器64或可以是单独的单元234(图5，例如，具有处理器、存储器和存储装置以用于运行程序以执行所需功能)。
示例性辅助锁230与基本集装箱配置的锁定条相互作用。这些辅助锁的数目取决于门和现有插栓机构的配置。例如，一些集装箱可以被配置成使得门可以独立地打开。在这种情形中，每个门最少提供一个辅助锁以锁定这个门的锁定条中的至少一者。然而，在示例性情形中，门28A(图2)中的一者是主门并且携带一特征(例如，唇缘)240，该特征在主门关闭时防止另一门28B打开。在这种情形中，辅助锁可以仅锁定主门。示例性实现方式将辅助锁230放置为与现有或基本挂钩相邻的电子致动或电致动机构，以在除了由挂钩提供的插栓之外通过锁定把手和/或杆来辅助现有挂钩。
替代辅助锁可以取代现有或基本挂钩并且起到除了下文所描述的安全功能之外的功能。
示例性辅助锁230与控制器进行无线通信，并且因此包括其自己的电池和电子元件(例如，包括无线接收器)和致动器250(图6)以用于使锁定部件252(例如，销)在锁定状态与解锁状态之间移动(解锁或收回在图6中以实线示出，而锁定或延伸以虚线示出)。通过具有与主电池66分开的自己的电池，即使主电池放电(集装箱搁置着不使用并且与外部电源断开时，情况经常如此)，也可以保证辅助锁的操作。出于这个目的，电池可以是寿命较长的一次性电池，诸如碱性电池。出于类似的理由，这个电池或类似的电池可以对检测器232、其它相关联的安全设备以及控制器234供电，如下文进一步讨论。
示例性致动器包括伺服马达或螺线管并且可以形成用于蜗杆传动、齿轮传动、线性传动等。示例性锁定状态是延伸穿过把手和定位器中的孔隙的延伸状态。示例性解锁状态是收回状态。
从实际来看，控制器更可能与检测器进行硬连线通信而不是无线通信。控制器按照惯例可以位于设备箱中接近地合理地布线至箱中的检测器。控制器可以具有其自己的电池258(图5)。类似地，无线地耦合至控制器的检测器可以具有其自己的电池和无线电电子元件。可以存在耦合至给定控制器的多个检测器。
在通过检测器检测制冷剂的存在(或其阈值水平)后，控制器可以使辅助锁230致动器250将锁定部件252从其解锁状态移动至其锁定状态。若干解锁选项中的一者或多者是可能的，包括：当检测器不再检测到阈值制冷剂时解锁；响应于用户输入的覆盖而解锁(例如，经由开关或控制面板)。另外，可以为内部的用户提供内部安全释放。
作为进一步选项，检测可以使控制器命令一个或多个警示或标志。一个实例涉及安装在集装箱上的警示单元260(图2)(例如，与辅助锁为同一个门(并且任选地与辅助锁集成)。示例性单元可以具有用于视觉警示的灯262以及用于音频警示的扬声器或其它声音产生器或警报264。单元可以再次具有其自己的电池和无线电电子元件以用于与控制器无线通信或可以硬连线。
而其它实例可能涉及将检测器与辅助锁定机构(诸如用于安装在后顶梁中的辅助锁定机构)集成。这种系统可能具有相对受限的控制器(例如，与制冷系统的总控制器区分的专用控制器)。
替代实现方式可以具有独立于基本锁定条的辅助锁。例如，一个这种独立的变化(未示出)涉及将每一门直接锁定到后顶梁的一对这种辅助锁(或将主门锁定到顶梁的单个锁)。其它示例性实现方式涉及用于将两个门彼此锁定以防止其打开的辅助锁300(图7)。示例性所示实例安装至门的内部并且包括致动器组合件302和安装至一个门的锁定部件304以及安装至另一门的部件306。所示实例具有坠条锁定部件，其中近端部分枢转地安装至第一门。致动器可以释放锁定部件，从而允许其远端在锁定部件的重力作用下向下旋转。坠锁定部件接着被作为部件306的向上打开的支架(例如，L或U形支架)挂住以将两个门彼此锁定(虚线状态)。在所示实例中，枢轴310是出于强度而横跨类似的L或U形支架312的轴杆。像第一实施方案中，也可以提供外部警示单元260(未示出)。
组合件302的示例性致动器包括驱动线轴的电动马达，绳索(例如，缆线)308卷绕在线轴上。绳索连接到锁定部件。为了锁定，控制器可以使马达将绳索解开/松开。为了解锁，控制器可以使马达重新缠绕/卷绕绳索以升高锁定部件。与其它实施方案一样，致动器组合件可以包括其自己的电池、无线电和其它电子元件。
作为进一步安全特征，多个阀可以沿着制冷剂流动路径定位并且可以响应于检测器检测到制冷剂泄漏而致动。阀允许隔离制冷剂流动路径的区段以大体上限制泄漏但也尤其限制泄漏到集装箱中。例如，一对阀340和341(图3)可以被定位以隔离蒸发器。阀可以刚好位于气体流动路径510A和510B外部(例如，其可以在设备箱的外侧)。在这种情形中，如果蒸发器中发生泄漏，一旦检测到泄漏，则基本上没有来自系统的其它部分的制冷剂将能够泄漏到集装箱内部。
示例性阀是常闭的电磁阀。这些可以由制冷系统的主电池或由单独的电池供电。从实际来看，在操作中，用于这类阀的电力可以来自外部电力(例如，船舶电力)或来自如上文讨论的发电机的电力。因此，压缩机运行时的能量消耗将不是问题。再次取决于实现方式，这些可以硬连线至控制器或可以经受无线控制。这些阀是通过制冷系统的主控制器进行立即/直接控制的特定候选者。在涉及单独控制器的情形中，控制器234可以与制冷系统的主控制器通信以响应于泄漏检测而关闭制冷系统。这个关闭将涉及关闭压缩机并且随后关闭阀340和341(或只允许阀关闭)。
而额外的安全特征涉及阻火器在一些位置的放置。2015年1月22日公布的国际公布No.WO2015/009721A1中发现可以使用的背景阻火器技术，所述国际公布的公开内容就像详细阐述一样全文以引用的方式并入本文中。一个示例性阻火器是沿着设备箱的前部跨越开口的一个或多个铁丝网或开孔网(例如，展开的金属网)面板400(图4)。这可以覆盖压缩机、换热器，以及蒸汽压缩回路的任何管子或其它携带制冷剂的组件的开口。网开口大小将取决于特定制冷剂的固有可燃性和预期操作条件。其它阻火器位置包括跨越内部气体流动路径放置这类网或穿孔片402、404(图5)(例如，在设备箱内的管道中紧接在风扇上游并且另一个紧接在蒸发器下游)。这将会将作为点火源的风扇与制冷间的容积隔离。类似地，这些阻火器可以位于设备模块(箱)入口和制冷间出口处。额外的这类阻火器将与其它端口(诸如新鲜空气交换通风口)相关联。也可以使用非金属和/或非片状阻火材料。例如，管道中的阻火器是由不可燃(例如，玻璃或钢丝绒或填充纤维)材料构成的HVAC过滤器(两用过滤器和阻火器)的候选者。在管道流中，这类装置将产生压力降(不期望的)并且这将需要在设计期间进行考虑。
作为进一步安全特征，检测器和控制器可以耦合至通风系统以用于响应于泄漏检测而对集装箱内部进行通风。这个通风可以由专用的额外的通风扇(例如，连同可控制的关闭器或其它阀)进行。在这种情形中，风扇单元将包括其自己的电池以及任选地与其它组件(诸如控制器、检测器或辅助锁)中的一者集成的电子元件。替代实现方式可以使用基本新鲜空气交换通风口(例如，上文示出的80A以及其相关联的鼓风扇，如果有的话，和/或蒸发器风扇)来进行通风。例如，一个实现方式可能涉及关闭制冷系统但是打开闸阀80A并运行风扇52A。
除了这类通风之外或替代于这类通风，有效的惰化或稀释系统600(图5)可以包括一个或多个气体源602(图8)以用于稀释含有泄漏的可燃制冷剂的空间。示例性源包括压缩气体或液化气的一个或多个钢瓶604(图8)。示例性气体是氮气(N2)。另一候选气体是二氧化碳(CO2)。源中的气体可以基本上分别由所述氮气或二氧化碳组成(例如，工业等级或至少具有足够低的氧气污染以起到惰化/稀释功能)。系统600可以响应于泄漏检测而起作用以通过将集装箱内部的泄漏的制冷剂和/或氧气(O2)浓度(例如，如在基本气调系统中用图5中的传感器235进行测量)降低到低于可接受阈值来建立安全的环境。
一个或多个传感器可以用来控制源。取决于特定实现方式，这些可以与其它集装箱子系统共享。这类传感器可以包括上文提到的制冷剂检测器232(或类似的专用传感器)或可以包括其它传感器。
示例性激活阈值远低于关系重大的制冷剂-空气混合物的可燃下限(LFL)。示例性阈值远低于LFL的0.25倍(例如，LFL的0.05倍或0.10倍)。阈值可以被编程或另外被配置到相关控制器中。阈值可以是制冷剂特定的或可以表示最差情形值，例如，可以用于共享同一惰化系统的多个制冷系统中的最可燃的制冷剂)。示例性操作涉及在达到阈值后控制器使源完全排放而不是主动控制以保存惰化气体供未来使用。可燃制冷剂的量固有地受限于系统充注。该充注的大体部分可能已泄漏至接近阈值。可以选择源602的大小以提供足够裕量，使得在源排放之后不可能越过阈值。
系统600可以具有一个或多个出口610(图8)以及一个或多个阀612(自动阀，诸如电磁类型阀(例如，常闭电磁阀))以用于控制从源602到出口的流动。示例性钢瓶604具有两个钢瓶出口，所述出口定位成每一端一个(例如，形成在安装至钢瓶的相应圆顶形端部的配件606处)。阀612可以直接安装至配件或沿着管子/导管608沿着到相应出口610的惰化气体流动路径而安装。出口610可以由管子的端部或安装至管子的喷嘴形成。示例性配置沿着管道将出口610放置在设备箱内(例如，在蒸发器与制冷间的出口之间)。可以选择阀612的形式以实现低功率消耗。这允许在集装箱从外部电源去耦的同时对惰化系统进行延伸操作。例如，即使不在使用中并且只是搁置在储存设施中，惰化系统仍应依靠电池电力长时间运行。
类似地，系统600可以共享系统/主控制器64和电池66或可以具有单独的控制器(例如，234)和电池(例如，258)。这类控制器和电池可以如上文所指出与其它安全子系统(如果有的话)共享或可以与其分开。
可以选择示例性惰化充注以解决空集装箱的最差情形(相对满的集装箱具有较少可用氧气来稀释并且因此需要较少惰化剂)。如果同一设备箱(或仅惰化系统)可以用于多个大小的集装箱，则惰化系统可以被设计大小以用于最大的集装箱(例如，标称的40英尺(标称12m)联运集装箱与标称的20英尺(标称6m))。如果同一型号的惰化系统将与不同制冷剂一起使用，则可以选择大小以对最可燃制冷剂的最差情形进行惰化。约65kg氮气的充注将会将空的40英尺集装箱惰化低至约11体积％氧气并且因此低于大多数碳氢燃料和氢氟烃燃料的极限氧气浓度。极限氧气浓度是燃料、氧气和惰性物的混合物中的将使火焰传播的最小浓度。N2充注的示例性范围下端是至少6.5kg或至少30kg或至少50kg。可与这些下端中的任一者一起使用的示例性范围上端是70kg或100kg。在替代地使用的情况下的CO2充注将基于相对分子量来缩放以实现类似的体积稀释。
钢瓶604可以是高压钢瓶(例如，N2充注到至少2200psi(15MPa)满)以节省空间并确保阻塞的排放流。为了确保惰化气体排放速率足够，可以将管路的大小选择为大于典型的制冷剂管路(例如，至少0.5英寸(12.5mm)内径(ID)。
惰化系统还可以用于独立于制冷剂泄漏检测的火灾扑灭/熄灭目的。例如，可能存在货物火灾或涉及集装箱的电气火灾。各种已知的传感器技术可以用来检测火灾。现有组件的一个实例是用于CA应用中的二氧化碳传感器237(图5)。编程或另外配置到控制器中的示例性二氧化碳阈值是百分之二体积(例如，2.0％)。在检测到处于或高于这个阈值的CO2后，可以通过控制器打开阀612。该示例性阈值低于常常是CA应用中的特征的CO2水平。因此，如果系统用于准许或寻找更高CO2水平的CA应用中，则控制器可以被编程以覆盖这个阈值触发。替代传感器包括较常规的火灾检测传感器，诸如烟雾(例如，电离类型)或一氧化碳传感器。
可以提供组件的额外用途以用于防止或阻止起火花或起电弧，包括使用已知形式的防爆马达。用于仔细研究的相关马达包括：压缩机马达；风扇马达；以及致动器马达。这可以包括取代或修改基本马达并添加与诸如辅助通风口、辅助风扇等特征相关联的马达。
在马达换向时起电弧将为不期望的。尤其是对于蒸发器风扇马达(以及制冷间中的其它马达)，感应马达将为较好的选择。
这种马达可以具有全封闭的框架并且被密封以防任何蒸汽渗透，这将包括对将驱动风扇的轴的密封。可以密封与这类马达的所有连接以防任何蒸汽渗透。这种密封将包括线进入马达连接箱所经由的导管。
将沿着制冷流动路径使用全密封加热器(当外部温度太低，以致隔间必须加热而非冷却时用于蒸发器除霜和加热)。因此，任何故障模式将不会导致电弧。
一些乃至全部电互连(电线、缆线)可以密封在防暴露导管中。进出设备模块的蒸发器侧的所有渗透将为防爆的(无蒸汽渗透)。
一些乃至所有传感器可以被密封以防蒸汽渗透，使得任何故障模式将不会在可能的制冷剂暴露位置导致电弧。除了与检测器230或其它非基本组件相关联的传感器之外，这还可以包括基本模块的传感器。示例性基本传感器包括蒸发器线圈上的DTS(除霜终端传感器)、蒸发器线圈上的HTT(高温终端传感器)以及略微位于蒸发器下游的温度测量传感器。
系统可以使用其它常规或已经开发的材料和技术来制造。
在描述和以下权利要求中使用“第一”、“第二”等仅仅为了在权利要求内进行区分并且未必指示相对或绝对重要性或时间顺序。类似地，权利要求中将一个元件识别为“第一”(或类似)不排除这个“第一”元件识别在另一权利要求或在描述中被称作“第二”(或类似)的元件。
在以英文单位随后含有SI或其它单位的括号给出测量的情况下，括号中的单位是换算并且不应暗示英文单位中未发现的精确程度。
已经描述了一个或多个实施方案。然而，应理解可以进行各种修改。例如，当应用于现有基本制冷系统和/或集装箱构造和相关联的使用方法时，这些现有配置或其相关联的用途的细节可以影响特定实现方式的细节。因此，其它实现方式在所附权利要求的范围内。

Claims (27)

1.一种冷藏运输系统(20)，所述冷藏运输系统包括：
主体(22)，所述主体封闭制冷间；以及
制冷系统(30)，所述制冷系统包括：
制冷剂的充注；
压缩机(36)，所述压缩机用于沿着制冷剂流动路径(34)驱动所述制冷剂；
第一换热器(38)，所述第一换热器沿着所述制冷剂流动路径并且被定位以在冷却模式下将热排到外部环境；以及
第二换热器(42)，所述第二换热器沿着所述制冷剂流动路径并且被定位以在所述冷却模式下从所述制冷间吸收热；以及
检测器(232)，所述检测器用于检测所述制冷剂的泄漏。
2.如权利要求1所述的冷藏运输系统，所述冷藏运输系统还包括：
稀释气体源(602)，所述稀释气体源耦合至所述检测器。
3.如权利要求2所述的冷藏运输系统，其中：
所述稀释气体基本上由氮气组成。
4.如权利要求2或权利要求3所述的冷藏运输系统，所述冷藏运输系统还包括：
自动阀(612)，所述自动阀被耦合以控制来自所述稀释气体源(602)的流量。
5.如权利要求4所述的冷藏运输系统，其中：
所述稀释气体源经由所述自动阀(612)耦合至沿着设备箱管道定位的一个或多个出口(610)。
6.如权利要求4所述的冷藏运输系统，其中：
所述稀释气体源包括具有第一出口和第二出口的钢瓶(604)；
第一所述自动阀被定位以控制来自所述第一出口的流量并且第二所述自动阀被定位以控制来自所述第二出口的流量。
7.如权利要求4至权利要求6中任一项所述的冷藏运输系统，所述冷藏运输系统还包括：
控制器(64；234)，所述控制器将所述检测器耦合至所述自动阀(612)以控制来自所述稀释气体源(602)的流量。
8.如权利要求4所述的冷藏运输系统，其中所述控制器被配置成：
从所述检测器接收输入；以及
响应于达到阈值，打开所述自动阀。
9.如权利要求1所述的冷藏运输系统，所述冷藏运输系统还包括：
沿着所述制冷剂流动路径的第一阀(340)以及沿着所述制冷剂流动路径并且耦合至所述检测器的第二阀(341)。
10.如权利要求9所述的冷藏运输系统，其中：
所述第一阀和所述第二阀是常闭阀，所述常闭阀耦合至所述检测器以响应于所述检测器检测到所述制冷剂流动路径外部的所述制冷剂而关闭。
11.如任一前述权利要求所述的冷藏运输系统，其中所述主体包括：
一对侧壁(22C、22D)；
顶部(22A)；
底部(22B)；以及
一个或多个门(28A、28B)。
12.如权利要求11所述的冷藏运输系统，所述冷藏运输系统还包括：
锁定机构(230；300)，所述锁定机构具有锁定所述门的第一状态以及允许所述门打开的第二状态并且耦合至所述检测器。
13.如权利要求12所述的冷藏运输系统，其中：
所述锁定机构耦合至所述检测器以响应于所述检测器检测到所述制冷剂流动路径外部的所述制冷剂而从所述第二状态移动至所述第一状态。
14.如权利要求12或权利要求13所述的冷藏运输系统，其中：
所述锁定机构(300)安装在所述制冷间内部。
15.如任一前述权利要求所述的冷藏运输系统，所述冷藏运输系统还包括以下中的一者或两者：
外部可见的灯(262)，所述灯耦合至所述检测器；以及
外部可听的警报(264)，所述警报耦合至所述检测器。
16.如任一前述权利要求所述的冷藏运输系统，所述冷藏运输系统还包括：
电池供电的通风扇。
17.如任一前述权利要求所述的冷藏运输系统，所述冷藏运输系统还包括：
第一电扇(50)，所述第一电扇被定位以驱动气流跨越所述第一换热器；以及
第二电扇(52A、52B)，所述第二电扇被定位以驱动来自所述制冷间的循环气流跨越所述第二换热器。
18.如任一前述权利要求所述的冷藏运输系统，所述冷藏运输系统还包括：
电池(258)，所述电池(258)与主控制器(64)的电池(66)不同，如果电池(66)存在的话，并且所述电池(258)耦合至所述检测器。
19.如任一前述权利要求所述的冷藏运输系统，其中：
所述制冷系统的制冷剂充注具有至少轻度可燃的可燃性分类。
20.如任一前述权利要求所述的冷藏运输系统，其中：
所述制冷系统的制冷剂充注具有高度可燃的可燃性分类。
21.如任一前述权利要求所述的冷藏运输系统，其中：
所述制冷系统的制冷剂充注包括至少50重量％的R-1234ze(E)、R-1234yf、R-32、丙烷和氨中的一者或组合。
22.如任一前述权利要求所述的冷藏运输系统，其中：
所述制冷系统的制冷剂充注包括至少3重量％的丙烷。
23.如任一前述权利要求所述的冷藏运输系统，其中：
所述制冷系统的制冷剂充注包括至少50重量％的丙烷。
24.如权利要求11至权利要求23中任一项所述的冷藏运输系统，所述冷藏运输系统为冷藏联运海运集装箱，其中：
所述一个或多个门包括在所述主体的第一端处的一对铰接门；并且
所述制冷系统安装在所述主体的与所述第一端相对的第二端处的设备箱中。
25.如任一前述权利要求所述的冷藏运输系统，其中：
所述检测器包括非色散红外传感器。
26.如任一前述权利要求所述的冷藏运输系统，所述冷藏运输系统还包括：
控制器，所述控制器耦合至所述检测器以便响应于所述检测到所述制冷剂的泄漏而进行以下各项中的至少一者：
对所述制冷间通风；
从气体源引入稀释气体；
锁定所述一个或多个门中的至少一个门；
隔离所述制冷流动路径的一部分；以及
提供所述检测的可听和/或可见指示。
27.一种用于操作如任一前述权利要求所述的冷藏运输系统的方法，所述方法包括：
响应于所述检测到所述制冷剂的泄漏而进行以下各项中的至少一者：
对所述制冷间通风；
从气体源引入稀释气体；
锁定所述一个或多个门中的至少一个门；
隔离所述制冷流动路径的一部分；以及
提供所述检测的可听和/或可见指示。
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