CN1152810C - 预冷冷藏集装箱 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种预冷冷藏集装箱，包括动力箱、冷藏箱，在动力箱中设置有工控机、柴油机、油箱、电瓶、柴油机散热器、分动箱、制冷机组，制冷机组包括有压缩机、储液器、主控阀、主控阀电动减速机、蒸发器、冷凝器、冷凝风扇和循环管路，本发明以柴油机为动力采用机械直联方式，通过分动箱带动制冷机组工作，主控阀为二位八通阀，通过主控阀可实现制冷制热的转换，制冷机组的蒸发器为顶置式分散蒸发器，设置于冷藏箱的顶部，冷藏箱的箱内板与箱顶板、内侧板间构成径向通风风道，实现了多风机径向强对流风场通风技术。适合各种长途运输和多式联运的场合。

Description

预冷冷藏集装箱

一、技术领域

本发明涉及一种预冷冷藏集装箱，属于物料贮存或运输的容器。

二、背景技术

随着世界经济的高速发展，交通运输业高度发达，这就为食品的保鲜运输提供了巨大的商机。因此，保鲜集装箱便应运而生。目前，在该技术领域的典型代表有：

1.气调保鲜冷藏集装箱，申请号：97200254；

2.大容量冷藏集装箱，申请号：97122619；

3.机械冷板式冷藏集装箱，申请号：96236720；

4.一种新型冷藏保鲜集装箱，申请号：92236008。

上述四项现有技术其主要不足是：一、无预冷功能。实践证明，对于相对短时间的运输过程，温度是主导因素。降温越迅速、越及时，食品保鲜质量越好，保鲜期越长。因此，能否在田间采摘这一“第一时间”内进行预冷，是提高保鲜质量的关键。而上述现有技术1中采用气调保鲜方法，只对长时间的贮藏才发生作用。由于现有技术中的冷藏集装箱的制冷功率均未突破10kw，使得一般冷藏集装箱不具备预冷。其所拉运的货物必须先经冷库预冷或对集装箱充冷后方能装箱。这不仅增加了额外费用，延长了周转时间，而且由于不能在“第一时间”内进行预冷，降低了食品保鲜质量。另外，冷藏集装箱的无预冷设计，无可避免地造成了对运输货物要进行多次倒运的要求。仅从易腐食品性质讲，无论是果蔬保鲜还是肉类保鲜，多次倒运都将是极为不利的。二、无法进入多式联运。上述现有技术2-4中的冷藏集装箱均为外接电源式，由于能源方式的限制，在实际运行中无法进入多式联运，实现”门到门”功能。三、能源转换方式效率低。现有技术2-4中的冷藏集装箱以电能驱动电动机，电动机再将机械能传递给制冷压缩机，整个转换过程中能源损失20％左右。当集装箱采用发动机—发电机—电动机的能量转换系统时，其效率仍然是十分低下的。一般中小型柴油发电机的机械能—电能转换效率在75％左右，压缩机驱动电机的电能—机械能转换效率在85％左右。现有技术1中的冷藏集装箱以柴油发电机组提供电源，在整个机械能—电能—机械能转换过程中，仅有约50％的机械能由柴油机传递到了压缩机，同时也占据了十分宝贵的车载或船载空间，因此上述现有技术的驱动方式不仅在能源利用上不经济合理，对车载、船载集装箱也十分不利。四、通风方式不当。现有技术1-4中的冷藏集装箱均采用轴向通风方式，由一台风机送风，轴向通过长达11米的装货货舱(对1AA集装箱而言)，再令冷风循环回设备舱。首先，在这样长的风程下(约11.5m)，在只有一台风机(由于箱载的限制条件，风机功率不可能很大)形成的风压下(约30Pa)，想实现箱内温度均匀将很困难；其次，现有技术2中的由T型槽构成的风道也远远不能满足集装箱内大量货物换热的需要。其结果是舱内前后温差达10度以上。使大部分对温度敏感的货物均无法拉运。五、无法进行制冷制热转换。当外界气温降低低于箱内设定温度时，现有技术1-4中的冷藏集装箱中将无法保持外界气温以上的温度。对于长途运输货物，其运输过程中外界环境温度差异有时可达30℃以上，在这样变化剧烈的环境温度下，集装箱必须具备强大的制冷制热能力，这也是集装箱全天候工作的前提条件。但由于制冷系统与热泵系统的转换需要切换八根管道间的二种连接方式，所涉及的管道阀门及控制系统造价高，体积大，因此在移动式制冷设备上一直未能实现。这使其使用地区及季节的范围缩小，对环境的适应能力也大大降低。六、不具备包装及灭菌消毒功能。在大部分易腐货物运输过程中，真空贴体包装都是极为必要的。因为这将大大降低因颠簸使货物相互摩擦造成的对货物的表皮损伤，同时也极大降低了货物因预冷而造成的脱水。由于空气中存在着大量的各种霉菌，货物无可避免地要受到沾染，因此对于易腐货物的长途运输灭菌消毒是必要的。这些措施都将显著提高货物在运输途中的保鲜质量。上述现有技术1-4中均不具有此两项功能。

三、发明内容

本发明的目的是为了克服上述现有技术之不足，提供一种具有预冷功能，大面积散热器、强对流风场，独立的能源方式，制冷功率可在大范围内无级调节，并具有制冷制热自动转换功能的预冷冷藏集装箱。

本发明的目的是通过以下方式实现的：

本发明包括有动力箱、冷藏箱，在动力箱中设置有工业控制机、柴油机、油箱、柴油机启动电瓶、柴油机散热器、分动箱、制冷机组，制冷机组包括有制冷压缩机、储液器、主控制阀、主控阀电动减速机、蒸发器、冷凝器、冷凝风扇和联接于压缩机、储液器、主控制阀、蒸发器、冷凝器之间的循环管路，冷藏箱由箱外壳、保温层、箱内板、箱顶板、内侧板、箱门构成，其特征是在冷藏箱的箱内板与箱顶板之间，以及箱内板与内侧板之间均有龙骨支撑，形成空心夹层，此空心夹层构成冷藏箱的径向通风风道，在箱顶板上沿冷藏箱轴向均匀地开有多个风扇口，对应于每个风扇口，在箱内板上均安装有一个箱内通风风扇，在冷藏箱中的两侧内侧板的下部均有回风孔，在回风孔上设有网状回风板；在冷藏箱中制冷机组的蒸发器均匀地设置于冷藏箱的顶部，箱内板与箱顶板之间，并分布于整个冷藏箱的顶部；在动力箱中燃油箱通过油管与柴油机相联，柴油机的输出轴与分动箱联接，经分动箱变速、变向，其输出轴分别与制冷压缩机、冷凝风扇的传动轴，箱内通风风扇的传动轴相联；在制冷机组中主控制阀为二位八通阀，制冷压缩机由排气管通过主控制阀与冷凝器进气管联接，冷凝器回液管通过主控制阀与储液器回液管联接，储液器由供液管通过主控制阀与蒸发器进液管联接，蒸发器回气管通过主控制阀与压缩机回气管联接，主控制阀可由主控阀电动减速机带动其内部阀芯旋转，从而改变其内部管道的联通方式，使得压缩机排气管与蒸发器回气管接通，蒸发器进液管与储液器回液管接通，储液器供液管与冷凝器回液管接通，冷凝器进气管与压缩机回气管接通，使原有的冷凝器与蒸发器对调，原蒸发器在冷藏箱中则产生制热作用。

本发明的优点是：

1.本发明由其内部的柴油机提供动力，具有独立的能源方式，无需外接电源，从而可方便地进入多式联运，大大增加了冷藏集装箱的使用范围；

2.本发明的动力方式采用机械直联方式，即由柴油机通过分动箱分配功率，经机械传动直接为整个制冷机组及通风风扇提供机械动力，从而使能量传递效率高达97％，而且无须发电机组及电动机；减少了故障点，降低了造价，节省了空间，使冷藏箱的有效使用空间大大增加；

3.本发明首创了顶置式分散蒸发器，使得蒸发器的散热面积大大增加，满足了超大冷量要求必须配备与之相适应的大面积散热器的条件，且蒸发器所占箱内空间与风道结合为一体，保证了大面积的蒸发器不能挤占集装箱货舱载货空间，使本发明与普通冷藏集装箱载货空间持平；

4.本发明首创了多风机径向强对流风扬通风技术，改原有的冷藏箱中的单台轴向通风风机为多台径向通风风机，改原有的窄形轴向地板回风道为径向沿舱壁大截面回风道，显著提高了空气交换速度，使箱内空气循环量达54000m³/h，箱内风压达120Pa，形成径向强对流风场，且使全箱温度差异控制在±1℃范围内，彻底解决了传统冷藏集装箱“冻一半，化一半”的难题。另外，由于传统冷藏集装箱通风能力弱，其实际可装载货物的空间只占箱内全部空间的60-75％，本发明的集装箱由于箱内风场压力大，风场均匀，风程短，且风道与装货空间隔离，其货物装载可占箱内整个空间90％以上，从真正意义上提高了货物装载能力；

5.本发明具有制冷制热自动转换功能，该箱首次采用了电控两位八通主控阀门，以小体积及低造价完成了相当于100吨冷库的大功率制冷制热转换，且使用安装无方向性，因而可控制若干条流向不同的具有压差的工质流动管道的通断与流量；

6.本发明具有预冷及保鲜功能。本发明具有大功率制冷机组，大面积换热器、强对流风场，完全具备了实现预冷功能的基本要素，同时本发明通过控制柴油机的转速来调节制冷机组的功率，且在外界低温环境下可以实现制热，保证了全箱范围内的温度均匀，温差小于±1℃，从而完全实现了全天候田间热货装箱、途中预冷、途中保鲜的要求，极大地提高了运输效益，缩短了货物周转时间。

四、附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的描述：

图1为本发明的结构示意图；

图2为图1的A-A向剖视图；

图3为图1的B-B向剖视图；

图4为制冷机组的结构示意图。

五、具体实施方式

参照附图，本发明包括有动力箱(25)。冷藏箱(2)，在动力箱(25)中设置有工业控制机(11)、柴油机(20)、油箱(15)、柴油机启动电瓶(16)、柴油机散热器(19)、分动箱(21)、制冷机组，制冷机组包括有压缩机(13)、储液器(14)、主控制阀(12)、主控阀电动减速机(51)、蒸发器(27)、冷凝器(10)、冷凝风扇(9)和联接于压缩机(13)、储液器(14)、主控制阀(12)、蒸发器(27)、冷凝器(10)之间的循环管路，冷藏箱(2)由箱外壳(6)、保温层(5)、箱内板(4)、箱顶板(3)、内侧板(18)、箱门(1)构成，在工业控制机(11)内设置有控制部件及柴油机启动装置，工业控制机(11)的控制部件采用80C51XA为CPU模块核心，配备容量为8Mbits的FLASH ROM存储器，可对控制对象变化实时作出响应。其控制过程是根据自稳态模糊控制理论，在预冷工况采用模糊控制，进入保鲜工况后若存在较大的稳态误差则采用PI控制，以清除稳态误差；当有如装货、开门、外界气温骤变等事件产生大辐扰动时，再切换至模糊控制，其转换的根据即为箱温与设定点的差值及差值变化率。工业控制机(12)调控柴油机(20)的运转功率，柴油机(20)的燃油由燃油箱(15)供给，柴油机(20)的输出轴与分动箱(21)联接，经分动箱(21)变速、变向，其输出轴分别与制冷压缩机(13)、冷凝器风扇(9)、箱内通风风扇(7)的传动轴(8)相联，实现功率的直接传递。为了更好地提高被运货物的保鲜程度，在动力箱(37)中还设置有带臭氧发生器的充气泵(22)和真空泵(23)，以及与它们配套的带臭氧发生器的储气罐(24)和真空储气罐(26)，带臭氧发生器的充气泵(22)和真空泵(23)由分动箱(21)的输出轴带动。这样就可以在货物装箱前先装袋并进行消毒和抽取真空。冷藏箱(2)的箱内板(4)与箱顶板(3)之间，以及箱内板(4)与内侧板(18)之间有龙骨支撑，构成径向通风风道，使冷风从箱内通风风扇(7)吹出，由内侧板(18)底部的网状回风板(17)进入循环风道。在制冷机组中，制冷压缩机(13)采用螺杆式制冷压缩机，制冷剂气体经螺杆(30)的压缩后成为高压气体，其压缩功率除了与柴油机(20)的转速有关外，还受压缩机(13)中的调能滑块(31)控制，滑块(31)的位置受三个能级电磁阀(32)、(33)、(35)控制的调能缸(34)控制，由高压油管(29)内的高压油调整滑块(31)位置。高压制冷剂经油分离器(36)后，进入压缩机排气管(43)，而后经二位八通主控制阀(12)，通过冷凝器进气管(44)进入冷凝器(10)，冷凝后的液态制冷剂经冷凝器回液管(45)、主控制阀(12)、储液器回液管(42)、回液截止阀(39)流回储液器(14)。储液器(14)中的制冷剂在吸气压力作用下经供液管(38)和设置在供液管(38)上的供液截止阀(40)、干燥过滤器(41)，依据所需制冷功率的大小，进入小功率热力膨胀阀(46)及其供液电磁阀(47)或大功率热力膨胀阀(48)及其供液电磁阀(49)。其中大小功率电磁阀的各自感温包(37)、(54)感测回气温度并自动控制大小热力膨胀阀的开启。制冷剂经膨胀阀膨胀后成为低压液态，经主控制阀(12)流经蒸发器进液管(50)，进入蒸发器(27)中。制冷剂在蒸发器(27)中吸收环境热量后蒸发为气态，经蒸发器回气管(52)进入主控制阀(12)，再由压缩机回气管(53)回到压缩机(13)中。在上述整个流程中，共有八支管道进入主控制阀(12)中。在制冷状态时即如附图4中主控制阀(12)的下半部分所示的管道连接。当为制热状态时，通过主控制阀电动减速机(51)使主控制阀(12)内部管道连接变为如附图4中主控制阀(12)上半部分所示状态。这样使原有冷凝器及蒸发器对调，从而转换成热泵机组，产生制热作用。在本集装箱的箱门(1)的门楣上，设有电子显示屏(28)，可供商业信息的发布。

实施例：

JLJ100型预冷冷藏集装箱是上述发明的具体实施。该集装箱于98年10月在内蒙古锡林浩特装载当地现场宰杀的育肥羊15吨，货温38℃，在现场即进行臭氧消毒及真空包装，装车前后时间共6小时。装货后即上路赴广州。上路后10.5小时，箱内羊肉完成预冷，达到设定温度-1℃。箱内羊肉肉体表面无冻结情况，也无高于0℃情况。拉运全程共7天到达广州，途中温度最大波动值为0.8℃，集装箱自身未在中途进行加油。至批发销售时，全箱货物未有冻结情况，也无因高温变质情况，达到保鲜肉销售标准。

Claims (3)

1.一种预冷冷藏集装箱，包括有动力箱、冷藏箱，在动力箱中设置有工业控制机、柴油机、油箱、柴油机启动电瓶、柴油机散热器、分动箱、制冷机组，制冷机组包括有制冷压缩机、储液器、主控制阀、主控阀电动减速机、蒸发器、冷凝器、冷凝风扇和联接于压缩机、储液器、主控制阀、蒸发器、冷凝器之间的循环管路，冷藏箱由箱外壳、保温层、箱内板、箱顶板、内侧板、箱门构成，其特征是在冷藏箱的箱内板与箱顶板之间，以及箱内板与内侧板之间均有龙骨支撑，形成空心夹层，此空心夹层构成冷藏箱的径向通风风道，在箱顶板上沿冷藏箱轴向均匀地开有多个风扇口，对应于每个风扇口，在箱内板上均安装有一个箱内通风风扇，在冷藏箱中的两侧内侧板的下部均开有回风孔，在回风孔上设有网状回风板；在冷藏箱中制冷机组的蒸发器均匀地设置于冷藏箱的顶部，箱内板与箱顶板之间，并分布于整个冷藏箱的顶部；在动力箱中燃油箱通过油管与柴油机相联，柴油机的输出轴与分动箱联接，经分动箱变速、变向，其输出轴分别与制冷压缩机、冷凝风扇的传动轴、箱内通风风扇的传动轴相联；在制冷机组中主控制阀为二位八通阀，制冷压缩机由排气管通过主控制阀与冷凝器进气管联接，冷凝器回液管通过主控制阀与储液器回液管联接，储液器由供液管通过主控制阀与蒸发器进液管联接，蒸发器回气管通过主控制阀与压缩机回气管联接，主控制阀可由主控阀电动减速机带动其内部阀芯旋转，从而改变其内部管道的联通方式，使得压缩机排气管与蒸发器回气管接通，蒸发器进液管与储液器回液管接通，储液器供液管与冷凝器回液管接通，冷凝器进气管与压缩机回气管接通，使原有的冷凝器与蒸发器对调，原蒸发器在冷藏箱中则产生制热作用。

2.根据权利要求1所述的集装箱，其特征是在动力箱中还设置有带臭氧发生器的充气泵和真空泵，以及与它们配套的带臭氧发生器的储气罐和真空储气罐。

3.根据权利要求1所述的集装箱，其特征是在集装箱的箱门的门楣上，设有电子显示屏。