DE2906748A1

DE2906748A1 - Kaelteanlage zur kuehlung mehrerer gesonderter kuehlbehaelter

Info

Publication number: DE2906748A1
Application number: DE19792906748
Authority: DE
Inventors: Michael John Glossop Baggs; Peter Donald Ford; Jerome Patrick Morrissey
Original assignee: BOC Ltd
Current assignee: BOC Ltd
Priority date: 1978-02-23
Filing date: 1979-02-21
Publication date: 1979-08-30
Also published as: AU521445B2; AU4450879A; FR2418428A1

Description

J? AWBNIAHWAlI

Dipl. φα, K. HOMES

SI -WEIjSBB - STBASSE 14

8900 AUQSBÜKÖ

TEI₁EFON Β1β*78 TELES 6S3SOapotold

W. 991

Augsburg, den 19. Februar 1979

BOC Limited,
Hammersmith House, London W6 9DX, England

Kälteanlage zur Kühlung mehrerer gesonderter Kühlbehälter

Die Erfindung betrifft eine mit einer kryogenen Flüssigkeit als Kältemittel arbeitende Kälteanlage zur Kühlung mehrerer gesondeter Kühlbehälter, deren jeweilige Anzahl und Anordnung in erheblichem Maße wahlweise veränderlich ist«

Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf eine Anlage sur Kühlung von ISO-Transportcontainern, die mit Lebens» mitteln oder anderen Gütern beladen sind₉ die kühl oder

909835/0732

tiefgekühlt gehalten werden müssen, während die Container beispielsweise zur Schiffsverladung oder Verteilung an einem Hafen abgestellt sind. Jedoch kann eine solche Anlage auch bei Wasser-, Land- oder Luftfahrzeugen zum Containertransport oder auch zur Kühlung anderer Arten ortsfester oder beweglicher Kühlbehälter Anwendung finden.

Bisher versuchte Verfahren zur Kühlung von beispielsweise an einem Hafen abgestellten Transportcontainern unter Verwendung von flüssigem Stickstoff arbeiten mit direkter Einspritzung des flüssigen Stickstoffs in die Container, wobei die Versorgung der Container mit flüssigem Stickstoff entweder von Straßenfahrzeugen aus oder über ein Rohrleitungssystem aus einem zentralen Stickstoffbehälter erfolgt oder wobei jeder Container mit einem eigenen Stickstoffvorratsbehälter ausgestattet ist. Diese bekannten Möglichkeiten erfordern komplizierte Einrichtungen und einen erheblichen Kostenaufwand, Außerdem arbeiten diese bekannten Möglichkeiten alle mit vollständigem Verlust des Kältemittels, was zur Folge hat, daß ein beträchtlicher Teil der an sich verfügbaren Kälte ungenutzt in die Außenluft abgelassen wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kälteanlage der eingangs genannten Art zur Kühlung einer wechseln-

909835/0732

den Anzahl gesonderter Kühlbehälter zu schaffen, die einen gegenüber bekannten Anlagen dieser Art geringeren technischen Aufwand erfordert und eine bessere Ausnutzung des Kältemittels gestattet.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebene Anordnung gelöst·

Das erfindungsgemäße Kreisaufsystern oder eine Vielzahl solcher Kreislaufsysteme kann bzw. können in Verbindung mit einer Speiseeinrichtung zur Versorgung mit flüssigem Stickstoff oder einer anderen kryogenen Flüssigkeit zur Verteilung des gekühlten gasförmigen Mediums (beispielsweise Luft) auf eine große Anzahl einzelner Kühlbehälter Anwendung finden. Eine Anordnung nach der Erfindung weist daher ebenso wie das schon oben erwähnte bekannte, zur Verteilung einer kryogenen Flüssigkeit auf die einzelnen Kühlbehälter dienende Rohrleitungssystem die Vorteile einer zentralen Kältemittelversorgung und der Fähigkeit zur Anpassung an wechselnde Betriebsbedingungen auf, die sich aus dem wechselnden Zu- und Abgang von Container an dem betreffenden Umschlagplatz ergeben. Darüberhinaus weist aber die erfindungsgemäße Anordnung auch noch den Vorteil auf, daß für das von dem gekühlten gasförmigen Medium durch-

909835/0732

strömte Krexslaufsystem keine so starke Wärmeisolation wie bei einem Rohrleitungssystem für kryogene Flüssigkeit erforderlich ist, und insbesondere ist keine Vakuumisolierung notwendig. Durch den Wegfall der für jeden einzelnen Kühlbehälter bei bekannten Systemen erforderlichen eigenen Einrichtung zur Einleitung und Verdampfung des kryogenen Kältemittels ergibt sich bei der erfindungsgemäßen Anordnung eine beträchtliche Einsparung an Investitionskosten und Konstruktionsaufwand sowie eine größere Betriebssicherheit. Schließlich arbeitet die erfindungsgemäße Anordnung wirtschaftlicher als bekannte Systeme, da infolge der Rezirkulation des umgewälzten Mediums eine vollständigere Ausnutzung der verfügbaren Kälteleistung erfolgt als es bei den bekannten, mit vollständigem Verlust des Kältemittels arbeitenden Systemen der Fall ist.

Vorzugsweise ist an einer geeigneten Stelle innerhalb des Kreislaufsystems ein Temperaturfühler angeordnet, und die Zufuhr der kryogenen Flüssigkeit in das Kreislaufsystem wird in Abhängigkeit der vom Temperaturfühler abgegebenen Signale so gesteuert, daß die Temperatur des gekühlten gasförmigen Medums an der Anordnungsstelle des Temperaturfühlers innerhalb des Kreislaufsystems auf einem gewählten Wert gehalten wird. Um sicherzustellen, daß jederzeit alle an das Kreislaufsystem angeschlossenen Kühlbehälter aus-

909835/0732

reichend gekühlt werden, liegt die Anordnungsstelle des Temperaturfühlers vorzugsweise stromab des letzten Zweigrohr anschluss es des als Sammel- bzw. Rückleitung dienenden Hauptrohres, jedoch stromauf des Gebläses und des Verdampfers für die kryogene Flüssigkeit, welche natürlich stromauf des ersten Zweigrohranschlusses des als Verteilerleitung dienenden Hauptrohres angeordnet sind.

Die Anordnung kann so geregelt werden, daß die Temperatur des gekühlten gasförmigen Mediums an der jeweils gewählten Überwachungsstelle innerhalb des Kreislaufsystems ständig auf dem gewählten Temperaturwert gehalten wird, solange zu kühlende Kühlbehälter an das Kreislaufsystem angeschlossen sind. Es hat sich jedoch gezeigt, daß es bei dem hauptsächlichen Anwendungs zweck der Erfindung unnötig ist, das zirkulierte Medium ständig auf der gleichen niedrigen Temperatur wie die in den Kühlbehältern befindlichen Güter zu halten, und daß sich demgemäß Einsparungen beim Verbrauch der kryogenen Flüssigkeit erzielen lassen-, indem die Temperatur des zirkulierten Mediums nur inter™ mitterend auf einen gewählten Minimalwert abgesenkt wird«, Dies ist dadurch zu erklären, daß, wenn eine .unbewegte kalte Atmosphäre (beispielsweise aus stickstoffreieher Luft, die durch Verdampfen flüssigen Stickstoffes in einer Kälteanlag© nach der Erfindung entstanden ist) kalte Güter

909835/0732

(beispielsweise gekühlte oder tiefgekühlte Lebensmittel in einem Transportcontainer) umgibt, der Wärmeaustausch zwischen den kalten Gütern und der Atmosphäre nur minimal ist und auch dann noch minimal bleibt, wenn die Temperatur dieser Atmosphäre anschließend auf einen etwas über der Temperatur der Güter liegenden Wert ansteigt. Die Temperatur der Atmosphäre in einem wärmeisolierten Standardtransportcontainer darf tatsächlich einige Stunden lang ansteigen, bevor die Güter selbst beeinflußt werden, wobei normalerweise eine Temperaturdifferenz von etwa 10 C zwischen der Atmosphäre und den Gütern annehmbar ist.

In einer bevorzugten Ausfuhrungsform weist die Kälteanlage nach der Erfindung außer einem Temperaturfühler, der die Temperatur des gekühlten gasförmigen Mediums an einer gewählten Stelle innerhalb des Kreislaufsystems erfaßt, und außer einem Regler zur Zufuhr der kryogenen Flüssigkeit in das Kreislaufsystem in Abhängigkeit von den vom Temperaturfühler abgegebenen Sgnalen im Sinne einer Gleichhaltung der Temperatur des gasförmigen Mediums an der genannten Stelle im wesentlichen auf einem gewählten Wert einen Zeitgeber auf, der die Zufuhr der kryogenen Flüssigkeit in das Kreislaufsystem unter der Steuerung des- Reglers auf intermittierende Perioden gewählter Dauer beschränkt und diese Perioden jeweils durch

909835/0732

Intervalle gewählter Dauer voneinander trennt.

Die intermittierende Arbeitsweise der erfindungsgemäßen Kälteanlage unter der Steuerung des Zeitgebers kann so ausgelegt werden, daß bei minimalem Verbrauch an kryogener Flüssigkeit eine ausreichende Kühlung der an das Kreislaufsystem angeschlossenen Kühlbehälter erfolgt.

Um sicherzustellen, daß während der Intervalle zwischen den genannten Perioden die Atmosphäre in den einzelnen Kühlbehältern sich im unbewegten Zustand befindet, ist die Anordnung vorzugsweise so getroffen, daß auch das Gebläse durch den Zeitgeber gesteuert wird, d.h· daß das Gebläse während der Intervalle zwischen den genannten Perioden ebenso wie der Regler abgeschaltet ist«

Gemäß einem weiteren bevorzugten Merkmal der Erfindung sind die Zweigrohranschlüsse des als Verteilerleitung dienenden Hauptrohres jeweils mit einer Strömungsreguliereinrichtung versehen, um den Zustrom des gekühlten gasförmigen Mediums zu den angeschlossenen Kühlbehältern individuell regulieren zu können. Außerdem können den Zweigrohranschlüssen des als Verteilerleitung dienenden Hauptrohres Mittel zugeordnet sein, mittels welcher den Zuströmen des gekühlten gasförmigen Mediums zu den jeweils angeschlossenen

909835/0732

Kühlbehältern jeweils in wählbarem Maße üragebungsluft zugesetzt werden kann. Dadurch können unterschiedliche Kühlbedürfnisse verschiedener, an das gleiche Kreislaufsystem angeschlossener Kühlbehälter berücksichtigt werden, wobei gleichzeitig der Verbrauch an kryogener Flüssigkeit wirtschaftlich gehalten wirde Solche unterschiedliche Kühlbedürfnisse liegen beispielsweise vor, wenn ein Kühlbehälter tiefgefrorene Güter enthält, während ein anderer Kühlbehälter lediglich gekühlte Güter enthält.

Gemäß einer grundsätzlichen Ausführungsform einer Kühlanlage nach der Erfindung, die zur Kühlung von an einem Hafen oder sonstigen Umschlagplatz abgestellten TransportContainern vorgesehen ist, verlaufen die beiden Hauptrohre etwa parallel zueinander und sind jeweils an ihrem einen Ende verschlossen und an ihrem anderen.Ende mittels eines Rohrbogens miteinander verbunden. Im Betrieb sind die zu kühlenden Container reihenweise entlang des Kreislaufsystems angeordnet und jeweils über flexible Schläuche mit den bei Nichtgebrauch verschließbaren Zweigrohranschlüssen der Hauptrohre verbunden.

Bei einer kleineren und kompakteren Ausführungsform der Erfindung zur Kühlung einer kleineren Anzahl nebeneinander stehende Kühlbehälter können zwei kurze Haupt-

90983570732

rohre vorgesehen sein, die an einer zwischen ihren beiden Enden gelegenen Stelle durch einen Verbindungskanal miteinander verbunden sind, der das Gebläse und den Verdampfer für die kryogene Flüssigkeit beherbergt.

Gemäß weiteren Ausführungsformen der Erfindung können die Hauptrohre überwiegend vertikal verlaufen, um übereinander gestapelte Container kühlen zu können, wobei die Zweigrohranschlüsse der Hauptrohre jeweils sowohl an vertikal als auch an horizontal auseinanderliegenden Stellen angeordnet sind.

Die Einrichtung zur Verdampfung der kryogenen Flüssigkeit- innerhalb des Kreislaufsystems weist vorzugsweise eine Vielzahl von Düsen auf, die an einer stromauf des ersten Zweigrohranschlusses des als Verteilerleitung dienenden Hauptrohres und stromab des Gebläses liegenden Stelle angeordnet sind und die kryogene Flüssigkeit in den' Gasstrom einsprühen, der durch das als Verteilerleitung dienende Hauptrohr hindurchgefördert wird,,

Die kryogene Flüssigkeit kann beispielsweise aus einem wiederauffüllbaren_s vakuumisolierten Standardvorratsbehälter oder von einer an dem jexfeiligen Verbrauchs ort

909835/0732

befindlichen kryogenen Luftzerlegungsanlage zugeführt werden. Die letztere Möglichkeit kann besonders bei Kälteanlagen an Bord von Schiffen zweckmäßig sein, wo die Speicherung einer ausreichenden Menge kryogener Flüssigkeit für die gesamte Dauer einer Schiffsreise Schwierigkeiten bereiten würde.

Einige Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend mit Bezug auf die anliegenden Zeichnungen mehr im einzelnen beschrieben. Es zeigt:

Fig. 1 eine schematische perspektivische

Darstellung einer Kälteanlage nach der Erfindung zur Kühlung von beispielsweise an einem Hafen oder anderen Umschlagplatz abgestellten TransportContainern,

Fig. 2 schematisch in größerem Maßstab

Einzelheiten einer in Verbindung mit der Anlage nach Fig. 1 anwendbaren Zweigrohranschlußanordnung,

Fig. 3 ' schematisch und teilweise im Schnitt

eine weitere Ausführungsform einer

909835/0732

Kälteanlage nach der Erfindung zur Kühlung von beispielsweise an einem Hafen oder einem sonstigen Umschlagplatz abgestellten Transportcontainern, und

Fig«, 4 eine schematische Darstellung einer

noch weiteren Aus führungs form einer Kälteanlage nach der Erfindung,,

Die in Fig. i dargestellte Kälteanlage weist zwei parallele Hauptrohre 1 und 2 auf, die auf dem oder im Boden liegen und von denen eines als Verteilerleitung und eines als Sammel- bzw. Rückleitung dient. Die Hauptrohre bestehen jeweils aus miteinander verschraübten Rohrabschnitten und sind mit einer Schicht aus Polystyren oder einer anderen Wärmeisolation versehen. An jeweils einem Ende 4 sind die Hauptrohre verschlossen, können aber bei Bedarf verlängert werden, um die Kapazität der Anlage zu erhöhen. Die anderen Enden der beiden Hauptrohre sind durch einen U-förmigen Rohrbogen 5 miteinander verbunden. Beide Hauptrohre sind entlang ihrer Länge mit in geeigneten gegenseitigen Abständen angeordneten verschließbaren Zweigrohranschlüssen 6 bzw. 7 versehen.

909835/0732

- ie -

Im Hauptrohr 1 ist anschließend an den Rohrbogen 5 ein von einem Motor 9 angetriebenes Gebläse 8 angeordnet, um Luft in das Hauptrohr 1 einzublasen und gleichzeitig aus dem Hauptrohr 2 anzusaugen. Unmittelbar stromab des Gebläses befindet sich ein Sprühkopf 10. Dieser Sprühkopf ist als ringförmiger Verteiler 10a ausgebildet und an eine Speiseleitung 11 angeschlossen, die mit einem Vorratsbehälter 14 für flüssigen Stickstoff verbunden ist. Der Sprühkopf weist eine Anzahl von mit gegenseitigen Winkelabständen angeordneten Sprühdüsen 10b auf, welche den flüssigen Stickstoff in den vom Gebläse 8 erzeugten Luftstrom hinein und mit Bezug auf den durch den Verteiler 10a gebildeten Ring in radial einwärts weisender Richtung einsprühen. Die Kombination aus dem Gebläse 8 und dem Sprühkopf 10 bildet daher einen Druckluftverdampfer, wodurch der flüssige Stickstoff innerhalb des Hauptrohrs 1 zur Kühlung der zirkulierenden Luft schnell verdampft werden kann.

Im Betrieb werden zu kühlende Container 12 entlang der Hauptrohre 1 und 2 aufgestellt und jeweils mit Hilfe flexibler Schläuche 12 an ein entsprechendes Paar von Zweigrohranschlüssen 6 und 7 angeschlossen, so daß die einzelnen Container in Parallelschaltung mit dem Kreislaufsystem verbunden sind. Die Schläuche und die Anschlüsse an den

909835/0732

Containern können in Standardbauart ausgeführt sein, wie sie gegenwärtig an Bord von Containerschiffen Anwendung finden. Der untere Anschluß 12a jedes Containers wird an das als Verteilerleitung dienenxe Hauptrohr 1 des Kreislaufsystems und der obere Anschluß 12b an das als Sammel- bzw. Rückleitung dienende Hauptrohr 2 angeschlossen. Während der Arbeitsperioden zirkuliert das Gebläse 8 über das Hauptrohr 1 gekühlte Luft durch jeden der angeschlossenen Container und über das Hauptrohr 2 wieder zurück, so daß die zurückgeleitete Luft wieder am Sprühkopf 10 vorbeiströmt und sodann wiederum zu den Containern gefördert wird. Dieser geschlossene Kreislauf ermöglicht eine im wesentlichen vollständige Ausnutzung der verfügbaren Kälteleistung des zugeführten flüssigen Stickstoffs. An einer nicht gezeigten geeigneten Stelle des Kreislaufs ist eine Überdruckentlüftung vorgesehen.

Bei dem dargestellten Ausführungsbexspxel wird der flüssige Stickstoff über die Speiseleitung 11 aus einem vakuumisolierten Speicherbehälter 14 zugeleitet. Aus dem gleichen Speicherbehälter können auch gleichzeitig mehrere, jeweils zwei Hauptrohre 1 und 2 aufweisende Kreislaufsysteme der in Fig. 1 dargestellten Art gespeist werden*

909835/0732

Zur Steuerung der Arbeitsweise der Anlage dienen zwei Steuerkreise,, Der erste Steuerkreis weist einen Zeitgeber 16a, der Dauer und Wiederholungsfrequenz der Arbeitsperioden festlegt, während welcher flüssiger Stickstoff zum Sprühkopf 10 zugeführt werden kann, und dient so zur Kleinhaltung des Verbrauchs von kryogener Flüssigkeit, wie eingangs erläutert worden ist. Für den erwähnten Anwendungsfall zur Kühlung von Transport Containern kann der Zeitgeber so ausgelegt sein, daß die Dauer der Arbeitsperioden in einem Bereich von bis zu 6 min und die Dauer der Intervalle zwischen diesen Perioden in einem Bereich von bis zu 6 h wählbar ist.

Während der vom Zeitgeber 16a festgelegten Arbeitsperioden läuft das Gebläse 8 kontinuierlich, wohingegen die Zufuhr von flüssigem Stickstoff zum Sprühkopf 10 der Steuerung eines dem zweiten Steuerkreis angehörenden Reglers 16b unterliegt. Dieser Regler ist ein thermostatischer Regler, der das öffnen und Schließen eines Ventils 15 in der Speiseleitung 11 für den flüssigen Stickstoff in Abhängigkeit von Temperatursignalen eines Temperaturfühlers 17 gesteuert, der stromab des letzten Zweigrohranschusses in dem als Rückleitung dienenden Hauptrohr 2 angeordnet ist, so daß die mittlere Temperatur der bereits durch die Container 12 hindurchzirkulierten Luft in diesem

909835/0732

Hauptrohr im wesentlichen auf einen gewählten Wert konstant gehalten wird» Obwohl sich zur Steuerung des Zustroms von flüssigem Stickstoff durch die Leitung 11 zum Sprühkopf zahlreiche geeignete Möglichkeiten anbieten, findet Vorzugs· weise ein pneumatisch betätigtes Ventil 15 Anwendung, wobei die Betätigungskraft für dieses Ventil von dem speisenden Stickstoff selbst abgezweigt wird« Zu diesem Zweck wird flüssiger Stickstoff aus der Leitung 11 abgezweigt, in einem Wärmetauscher 18 verdampft und hinsichtlich seines Druckes mittels des Reglers 16b nach Bedarf im Sinne eines öffnens oder Schließens des Ventils 15 gesteuert»

Während der Intervalle zwischen den vom Zeitgeber 16a vorgegebenen Arbeitsperioden wird die Punktion des Reglers 16b gesperrt, das Ventil 15 wird geschlossen gehalten und das Gebläse 8 bleibt abgeschaltet, um sicherzustellen, daß sich die Atmosphäre in den Containern während der Intervalle in einem unbewegten Zustand befindet. Während dieser Intervalle kann die Temperatur innerhalb der Container, wie eingangs schon erwähnt, ohne schädliche Wirkungen um bis zu etwa iO°C über die Temperatur der in den Containern befindlichen Güter ansteigen.

Fig. 2 zeigt eine Möglichkeit der Gestaltung einer Zweigrohranschlußanordnung an einer Anschlußstation eines

909835/0732

Kreislaufsystems der in Fig. 1 gezeigten Art. In diesem Fall können die Hauptrohre 1 und 2 im Boden verlegt sein und sind über Zweigrohre la und Ib mit den Zweigrohranschlüssen 6 und 7 verbunden, die in Bodenhöhe in einem Halterungskörper 19 gehaltert sind. Zum Verschließen der Zweigrohranschlüsse bei Nichtgebrauch, d.h. wenn kein Container an der betreffenden Anschlußstation an das Kreislaufsystem angeschlossen ist, dienen Verschlußkappen 6a und 7a. Außerdem ist durch einen seitlich am Zweigrohranschluß 6 angeordneten Lufteinlaß 20 die Möglichkeit geschaffen, Umgebungsluft in den durch den Zweigrohranschluß 6 zu einem angeschlossenen Container strömenden Kühluftstrom einströmen zu lassen, und der Zweigrohranschluß selbst und der Lufteinlaß 20 können jeweils mit einer Strömungsreguliereinricntung, beispielsweise in Form einer handverstllbaren Drosselklappe 21 versehen sein, um das jeweils gewünschte Strömungs verhältnis' von gekühlter Luft und Umgebungsluft in den betreffenden Container einzustellen, um eine gewünschte Ablufttemperatur zu erhalten, die an einem Thermometer 22 an dem der Rückleitung zugeordneten Zweigrohranschluß 7 abgelesen werden kann·

Fig. 3 zeigt eine als selbständige, auf Kufen montierte Einheit ausgebildete Kälteanlage zur Versorgung

909835/0732

von zwei oder mehreren gesonderten Kühlbehältern, typischerweise wiederum von an einem Hafen oder sonstigem Uraschlagplatz abgestellten TransportContainern, mit gekühlter Luft. Dabei ist vorgesehen, daß an einem solchen Containerumschlagplatζ eine Mehrzahl derartiger Kälteanlagen nach der Erfindung benützt werden, wobei davon ausgegangen wird, daß die Verwendung mehrerer solcher Anlagen nach Fig. 3 anstelle einer größeren Anlage nach Fig. 1 in gewissen Fällen eine Verringerung der Investitionskosten und/oder eine bessere Anpaßbarkeit an den jeweiligen Bedarf ermöglicht·

Die in Fig» 3 gezeigte Anlage weist einen auf den Kufen montierten Rahmen 31 auf, der eine Hauptrohranordnung mit einem oberen Hauptrohr 32 und einem unteren Hauptrohr 33, die beide Wärme isoliert sind und als Verteilerleitung bzw. Saramel- oder Rückleitung dienen. Diese beiden Hauptrohre sind durch einen mittigen Verbindungskanal 34 miteinander verbunden. In dem Verbindungskanal 34 ist ein mittels eines Elektromotors 36 angetriebenes Gebläse 35 angeordnet, das Luft in das Hauptrohr 32 fördert und gleichzeitig Luft aus dem Hauptrohr 33ansaugt. Unmittelbar stromab des Gebläses befindet sich ein Sprühkopf 37» der einen ringförmigen Verteiler 37a. aufweist, der an eine wärmeisolierte Speiseleitung 38 angeschlossen ist, die an einer Kupplung 8a zum

909835/0732

Anschluß einer Flüssigstickstoffquelle endigt. An dem Verteiler 37a ist eine Anzahl von Sprühdüsen 37b mit gegenseitigen Winkelabständen angeordnet, die flüssigen Stickstoff in den vom Gebläse 35 erzeugten Luftstrom und in mit Bezug auf den durch den Verteiler 37a gebildeten Ring radial einwärts geneigter Richtung einsprühen· Die Kombination des Gebläses 35 und des Sprühkopfes 37 bildet wiederum einen Druckluftverdampfer, ähnlich wie bei der Anlage nach Fig. 1. Die Zufuhr von flüssigem Stickstoff zur Speiseleitung 38 kann beispielsweise aus einem eigenen, am Rahmen 37 montierten, vakuumisolierten Speicherbehälter oder über eine Anschlußleitung von einem zentralen Speicherbehälter aus erfolgen, der gleichzeitig mehrere Anlagen der Bauart nach Fig· 3 versorgt. In ähnlicher Weise kann der Elektromotor 36 entweder von einem am Rahmen montierten Generator oder über einen Netzanschluß gespeist werden·

In Fig. 3 versorgt die dargestellte Kälteanlage zwei ISO-Transportcontainer 39 mit gekühlter Luft. Zu diesem Zweck sind die durch die beiden Enden des als Verteilerleitung dienenden Hauptrohres 32 gebildeten Zweigrohranschlüsse 32a über isolierte flexible Schläuche 40 mit den unteren Anschlüssen 39a der beiden Container verbunden, während die durch die beiden Enden des als Rückleitung dienenden Hauptrohres 33 gebildeten ZweigrohranschlüS3e 33a

909835/0732

in gleicher Weise über flexible Schläuche 40 mit den oberen Anschlüssen 39b der beiden Container verbunden sind. Das Gebläse 35 zirkuliert die durch Einsprühen flüssigen Stickstoffs aus dem Sprühkopf 37 gekühlte Luft über das Hauptrohr 32 durch die beiden ρarallelgesehalteten Container 39 und durch das Hauptrohr 33 zurück, wonach die Luft wieder am Sprühkopf vorbeiströmt und wiederum in die Container gefördert wird. Außerdem ist wiederum an einer geeigneten, nicht gezeigten Stelle eine Überdruckentlüftung vorgesehen.

Zur Versorgung von vier Containern anstelle von nur zwei Containern können die Hauptrohre 32 und 33 jeweils kreuzförmig ausgebildet sein, so daß an den bei 41 gestrichelt angedeuteten Stellen jeweils zwei weitere Zweigrohranschlüsse verfügbar sind. Es ist klar, daß durch geeignete Gestaltung der Hauptrohre in Form von Rohrverzweigern noch mehr Container gleichzeitig anschließbar sind.

Ebenso wie bei der Anlage nach Fig. 1 sind auch hier zwei Steuerkreise zur Steuerung der Arbeitsweise der Anlage vorgesehen, wobei der erste Steuerkreis einen Zeitgeber aufweist, der Dauer und Wiederholungsfrequenz der Arbeitsperioden bestimmt, während welcher das Gebläse 35 läuft

909835/0732

und flüssiger Stickstoff zum Sprühkopf 37 zugeführt werden kann, und wobei der zweite Steuerkreis einen thermostatisch en Regler 43 aufweist, der während der vom Zeitgeber 42 festgelegten Arbeitsperioden das öffnen und Schließen eines Elektromagnetventils 44 in der Stickstoffspeiseleitung in Abhängigkeit von Temperatursignalen eines Temperaturfühlers 45 steuert, der in den die Rückleitung bildenden Hauptrohr 33 angeordnet ist, so daß die mittlere Temperatur der Luft in diesem Hauptrohr im wesentlichen auf einem gewählten Wert gehalten wird. Zur Anpassung der den einzelnen Containern jeweils zugeführten Kältemenge an den jeweiligen Kühlbedarf können handverstellbare Drosselklappen 46 an den Anschlüssen 32a des als Verteilerleitung dienenden Hauptrohres 32 vorgesehen sein» Damit können die jeweils erforderlichen StrömungsVerhältnisse für die einzelnen Container so eingestellt werden, daß eine gewünschte Ablufttemperatur erreicht wird, die jeweils an einem Thermometer 47 an den Anschlüssen 33a des als Rückleitung dienenden Hauptrohres abgelesen werden kann. Gewünschtenfalls können die Anschlüsse 32a des als Verteilerleitung dienenden Hauptrohrs auch Einrichtungen zur wahlweisen Beimischung von Umgebungsluft zu den gekühlten, zu den Containern zugeführten Luftströmen ähnlich wie in Fig. 2 aufweisen.

909835/0732

4 zeigt ein noch weiteres Ausführungsbeispiel einer Anlage zur Versorgung von Kühlbehältern, beispielsweise von an einem Hafen oder einem sonstigen Umschlagplatz abgestellten Transportcontainern mit gekühlter Luft, Hier wird wiederum davon ausgegangen, daß an einem Containerumschlagplatz eine Mehrzahl derartiger Anlagen vorgesehen ist und das Ausführungsbeispiel nach Fig, 4 ist für eine Versorgung von acht Containern ausgelegt, die in Form von zwei Stapeln gestapelt sind.

Dieses Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 weist eine Anordnung von sich horizontal und vertikal erstreckenden isolierten Hauptrohren auf, die von einem nicht gezeigten Rahmen getragen werden und sich zwischen den beiden Containerstapeln befinden, Einer dieser Containerstapel ist dargestellt und besteht aus vier Containern 51. Die Kälteanlage nach Fig, 4 weist zwei Hauptrohre 52 und 53 auf, die jeweils eine liegende U-Form haben und deren Mittelabschnitte durch ein Verbindungsrohr 54 miteinander verbunden sind. Das Hauptrohr 52 dient als Verteilerleitung und weist an jedem seiner beiden Schenkel jeweils an zwei Stellen 55 jeweils zwei einander diametral gegenüberliegender Zweigrohranschlüsse auf. Das Hauptrohr 53 dient als Rückleitung und weist ebenfalls an jedem seiner beiden Schenkel jeweils an zwei Stellen 56 jeweils zwei einander

90983 5/07 32

diametral gegenüberliegende Zweigrohranschlüsse auf.

In den Verbindungsrohr 5^ ist ein Gebläse 57 angeordnet, das mittels eines Elektromotors 58 angetrieben wird und Luft in die beiden Schenkel des Verteiler-Hauptrohrs 52 fördert und gleichzeitig Luft aus den beiden Schenkeln des Rückleitungshauptrohrs 53 ansaugt« Unmittelbar stromab des Gebläses befindet sich ein Sprühkopf 59 mit einem ringförmigen Verteiler, an welchem eine Anzahl von Sprühdüsen zum Einsprühen flüssigen Stickstoffs in den vom Gebläse 57 erzeugten Luftstrom angeordnet ist, Der flüssige Stickstoff wird dem Sprühkopf 59 über eine Speiseleitung 60 zugeführt, beispielsweise von einem vakuumisolierten Vorratsbehälter 6l, der gleichzeitig auch noch andere Kälteanlagen der dargestellten Art versorgen kann.

Zur Versorgung der Container 51 mit gekühlter Luft sind die Anschlüsse 55 des Verteiler-Hauptrohrs über kurze flexible Schläuche (nicht gezeigt) mit den unteren Anschlüssen der Container verbunden, während die Anschlüsse 56 des Rückleitungs-Hauptrohrs über ähnliche Schläuche mit den oberen Anschlüssen der Container verbunden sind. Im Betrieb zirkuliert das Gebläse 57 die durch eingespritzten Stickstoff aus dem Sprühkopf 59 gekühlte Luft

909835/0732

über das Hauptrohr 52 durch die parallelgeschalteten Container 51 und durch das Hauptrohr 53 zurück, wonach die Luft über das Verbindungsrohr 54 wieder am Sprühkopf vorbei erneut zu den Containern gefördert wird,, An einer geeigneten nicht gezeigten Stelle ist wiederum eine überdruckentlüftung vorgesehen.

Wie zuvor sind auch hier zwei Steuerkreise zur Steuerung der Anlage vorgesehen, wobei der erste Steuerkreis einen Zeitgeber 62 zur Festlegung von Dauer und Wiederholungsfrequenz der Arbeitsperioden, während welcher das Gebläse 57 läuft und flüssiger Stickstoff zum Sprühkopf 59 gelangen kann, und wobei der zweite Steuerkreis einen thermostatischen Regler 63 aufweist, der während der vom Zeitgeber 62 bestimmten Arbeitsperioden das öffnen und Schließen eines Elektromagnetventils 64 in der Flüssigstickstoff-Speiseleitung 60 in Abhängigkeit von Temperatursignalen eines im Verbindungsrohr 54 angeordneten Temperaturfühlers 65 so steuert, daß die mittlere Temperatur der von den Containern zurückströmenden Luft im wesentlichen auf einen gewählten Wert gehalten wird.

Obwohl nicht dargestellt, können in Verbindung mit den Anschlüssen 55 des Verteiler-Hauptrohrs wiederum Einrichtungen zur Strömungsregulierung und zur wahlweisen

909835/0732

Beimengung von ümgebungsluft in die gekühlten Luftströme vorgesehen sein, wie sie oben mit Bezug auf die Pig, 2 und 3 erläutert sind.

909835/0732

Leerseite

Claims

Patentansprüche

Kälteanlage zur Kühlung mehrerer gesonderter Kühlbehälter unter Verwendung einer kryogenen Flüssigkeit als Kältemittel, gekennzeichnet durch ein von einem gasförmigen Medium durchströmtes Kreislaufsystem, bestehend aus zwei zusammengeschalteten, als Verteilerleitung bzw. als Sammelleitung dienenden Hauptrohren (1, 2; 32, 33; 52, 53), die jeweils mit einer Vielzahl von Zweigrohranschlussen (6, 7; 32a, 33a; 55, 56) zum Anschluß der einzelnen Kühlbehälter (12; 39; 51) versehen sind, weiter durch ein Gebläse (8; 35; 57) zum Umwälzen des gasförmigen Mediums in dem Kreislaufsystem, und durch eine Einrichtung (10; 37; 59), welche die kryogene Flüssigkeit in das Kreislaufsystem zuführt und darin verdampft.

2β Anlage nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Temperaturfühler (17; 45;.63), der die Temperatur des gekühlten gasförmigen Mediums an einer gewählten Stelle innerhalb des Kreislaufsystems erfaßt, und durch einen Regler (I6b_a 43, 63) zur Steuerung der Zufuhr der kryogenen Flüssigkeit in das Kreislaufsystem in Abhängigkeit von Temperatursignalen des Temperaturfühlers im Sinne einer oled erhaltung der Temperatur des gasförmigen Mediums an der genannten Stelle des Kreislaufsystems auf einem gewählten Wer to

909835/0732

3o Anlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Temperaturfühler (17; 45; 63) stromab des in Strömungsrichtung letzten Zweigrohranschlusses des als Sammelleitung dienenden Hauptrohres (2; 33; 53), jedoch stromauf des Gebläses (8; 35; 57) und der Einrichtung (10; 37; 59) zum Verdampfen der kryogenen Flüssigkeit angeordnet ist, und daß das Gebläse und die genannte Einrichtung stromauf des in Strömungsrichtung ersten Zweigrohranschlusses des als Verteilerleitung dienenden Hauptrohres (1; 32; 52) angeordnet sind.

4« Anläge nach Anspruch 2 oder 3» gekennzeichnet durch einen Zeitgeber, der die Arbeitsperioden der Anlage, während welcher die kryogene Flüssigkeit unter der Steuerung des Reglers in das Kreislaufsystem zuführbar ist, und die zwischen diesen Arbeitsperioden liegenden Intervalle mit jeweils wählbarer zeitlicher Dauer festlegt«

5· Anlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß* der Zeitgeber (16a; 42; 62) während der Intervalle zwischen den Arbeitsperioden das Gebläse (8; 35; 57) abschaltet,

6. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet', daß jedem Zweigrohrans chluß (6; 32a; 55) des als Verteilerleitung dienenden Hauptrohres (1; 32; 52)

909835/0732

eine Strömungsreguliereinrichtung (21 j 46) zur Einstellung der Zuströmung des gekühlten gasförmigen Mediums zu dem jeweils angeschlossenen Kühlbehälter zugeordnet ist.

7. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Zweigrohranschluß (6; 32a; 55) des als Verteilerleitung dienenden Hauptrohrs (Ij 32 j 52) Mittel (20) zur wahlweisen Beimengung von ümgebungsluft zu der dem jeweils angeschlossenen Kühlbehälter zugeführten gekühlten Strömung zugeordnet ist«,

8. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Hauptrohre zwei im wesentlichen zueinander parallel verlaufende Rohre (1, 2) sind, die jeweils an einem Ende verschlossen und an ihren anderen Enden durch einen Rohrbogen (5) miteinander verbunden sind.

9. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Hauptrohre an einer zwischen ihren beiden Enden liegenden Stelle durch einen Verbindungskanal (34) miteinander verbunden sind, in welchem das Gebläse (35) und die Einrichtung (37) zur Verdampfung der kryogenen Flüssigkeit angeordnet sind.

909835/0732

. ₄. ■ 290674a

10. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 7» dadurch gekennzeichnet, daß die Hauptrohre (52, 53) so gestaltet sind, daß die Zweigrohranschlüsse (55, 56) jedes der beiden Hauptrohre eine Anordnung bilden, in welcher diese Zweigrohranschlüsse an sowohl mit vertikalen als auch mit horizontalen gegenseitigen Abständen gelegenen Stellen angeordnet sind.

11. Anlage nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Hauptrohr (52, 53) eine liegende U-Form aufweist und daß die Mxztelabschnitte der beiden U-Hauptrohre durch einen Verbindungskanal (54) miteinander verbunden sind, in welchem das Gebläse (57) und die Einrichtung (59) zur Verdampfung der kryogenen Flüssigkeit angeordnet sind«

12. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (10; 37; 59) zum Verdampfen der kryogenen Flüssigkeit eine Vielzahl von Sprühdüsen aufweist, welche die kryogene Flüssigkeit in den vom Gebläse erzeugten Gasstrom einsprühen.

909835/0732