DE3035855A1

DE3035855A1 - Transportkuehlaggregat

Info

Publication number: DE3035855A1
Application number: DE19803035855
Authority: DE
Inventors: David A. S. Bloomington Minn. Christiansen; Robert L. Eden Prairie Minn. Harrington; Kevin W. Eden Prairie Minn. Kiefer; Lowell B. Minnetonka Minn. Naley; Ronald W. Apple Valley Minn. Seipp; Lawrence J. Minneapolis Minn. Shirek
Original assignee: Thermo King Corp
Current assignee: Thermo King Corp
Priority date: 1979-09-26
Filing date: 1980-09-23
Publication date: 1981-04-09
Also published as: US4257240A; AU539113B2; NO802729L; NO148829B; AU6205380A; JPS5666779U; NO148829C

Description

Dipl. ing. K. HOLZEB

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8900 ATJGSBIIBG

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Augsburg, den 22. September 1980

Thermo King Corporation₃ 314 West, 90th Street, Minneapolis, Minnesota 55^20, V.St.A₁

Transportkühlaggregat

Die Erfindung betrifft ein Transportkühlaggregat nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, insbesondere für Prachtcontainer, die per Lastwagen, Eisenbahn oder Schiff transportiert werden können.

Derartige Prachtcontainer haben die Form großer wärmeisolierter Kästen, die sowohl auf dem Deck von Containerschiffen zur überquerung des Ozeans gestapelt als auch

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auf entsprechende Flachwagen der Eisenbahn oder Lastwagenfahrgestelle für den überlandtransport verladen werden können. Im Hinblick auf diese unterschiedlichen Transport- und Lagermöglichkeiten sind die Container typischerweise an ihrer vorderen Stirnseite mit einer taschenartigen Aussparung zur Aufnahme des Kühlaggregats versehen, welches ohne irgendwelche Vorsprünge oder Überstände in diese Aussparung hineinpassen sollte, um Beschädigungen des Kühlaggregats bei Verladevorgängen oder dergleichen zu vermeiden. Zur Anpassung an verschiedene Transportmöglichkeiten (Seetransport per Schiff, Landtransport per Eisenbahn oder Lastwagen) ist eine wahlweise Energieversorgungsmöglichkeit des Kühlaggregats aus einem zur Verfügung stehenden elektrischen Netz oder mittels einer Brennkraftmaschine wünschenswert. Dabei ist zu berücksichtigen, daß nicht nur der Kälteverdichter, sondern auch noch Verdampfer- und Kondensatorgebläse angetrieben werden müssen. Zur Vermeidung der bekannten Wartungsprobleme, die sich bei einem Antrieb der Gebläse durch eine Hauptantriebsmaschine über Riementriebe herausgestellt haben, sollten die Gebläse möglichst mittels eigener Motoren angetrieben werden können.

Ein Transportkühlaggregat muß natürlich über eine ausreichende Kälteleistung (und Heizleistung) verfügen, um in dem betreffenden Container stets die richtige Temperatur

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aufrechtzuerhalten, und zwar unabhängig davon, ob der Container gerade durch die Hitze einer Wüste oder durch eine gemäßigtere Klimalandschaft transportiert wird. Da die Container auch für den Seetransport auf Deck von Schiffen vorgesehen sind und folglich mitunter schwerem Seegang ausgesetzt sein können, muß das Kühlaggregat außerdem so gebaut sein, daß es auch unter solchen ungünstigen Bedingungen zuverlässig arbeitet. Da aber Störungen trotzdem nicht ganz ausgeschlossen werden können, sollte die Anordnung und Konstruktion des Kühlaggregats so ausgelegt sein, daß Wartungs- und Reparaturarbeiten nicht übermäßig beschwerlich sind, selbst wenn der betreffende Container sich zuoberst auf einem Containerstapel an Bord eines Schiffes befindet und zur Reparaturzeit schweres Wetter herrscht. Schließlich liegt ein gewichtiger Gesichtspunkt darin, daß das Kühlaggregat den verfügbaren Innenraum des Containers möglichst wenig beeinträchtigen soll, um den größtmöglichen Laderaum im Container zur Verfügung zu haben.

Es liegt auf der Hand, daß die oben erläuterten, einander teilweise widerstreitenden Forderungen bei einem Kühlaggregat nicht ohne weiteres alle gleichzeitig berücksichtigt werden können, d.h. mit anderen Worten, daß

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eine stärkere Gewichtung bestimmter einzelner Forderungen üblicherweise zu Lasten anderer wünschenswerter Eigenschaften geht.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Kühlaggregat der eingangs genannten Art' im Hinblick auf einen möglichst vorteilhaften Kompromiß bezüglich der Erfüllung der oben erläuterten Anforderungen auszubilden.

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

Bevorzugte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Ein bevorzugtes Ausführungsbexspiel der Erfindung wird nachstehend mit Bezug auf die anliegenden--Zeichnungen beschrieben, in welchen zeigt: -

Fig. 1 Ein Transportkühlaggregat nach

der Erfindung in perspektivischer Frontansicht,

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Fig. 2 das an einem Container angebaute

Kühlaggregat nach Fig. 1 in Frontansicht bei abgenommener Frontabdeckung, wobei die Darstellung verhältnismäßig schematisch gehalten ist und einige Teile weggelassen sind,

Fig. 3 eine ziemlich schematische Seiten

ansicht von links des an den Container angebauten Kühlaggregats,

Fig. 4 eine ebenfalls ziemlich schematische

Seitenansicht von rechts des an den Container angebauten Kühlaggregat S₃ und

Fig. 5 einen Vertikalschnitt längs der

Schnittlinie V=V in Figo 1»

Die nachfolgende Beschreibung des Transportkühlaggregats erfolgt im Zusammenhang mit dessen Kühlfunktion«, wobei jedoch anzumerken ist_s daß derartige Kühlaggregate häufig auch mit einer Heizfunktion ausgestattet sind_s um

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entsprechend den Anforderungen an die Containerinnentemperatur wahlweise auch im Heißgasbetrieb heizen zu können.

Fig. 1 zeigt ein Transportkühlaggregat nach der Erfindung vor der Montage an einem Prachtcontainer. Das Kühlaggregat weist einen etwa rechteckigen äußeren Rahmen mit einer Deckwand 10, einer Bodenwand 12, und zwei Seitenwänden 14 und 16 auf. Der obere Teil des Kühlaggregats ist durch eine vertikale Trennwand 22 in ein links gelegenes Verdampferabteil 18 und ein rechts gelegenes Kondensatorabteil"20 (siehe auch die Fig. 2 bis 4) unterteilt. Der untere Teil des Kühlaggregats unter dem Verdampferabteil und dem Kondensatorabteil 20 bildet ein sich über die gesamte Breite des Aggregats erstreckendes Maschinenabteil 24 und enthält einen Maschinensatz, bestehend aus einer Brennkraftmaschine 26 (Fig. 2)_s einem elektrischen Motorgenerator 28 und einem Kälteverdichter 3O₅ die in Reihenanordnung angeordnet sind.

Außerdem enthält das Maschinenabteil in seinem linken Endabschnitt einen Schaltkasten 32, der die elektrischen Geräte zur Steuerung der verschiedenen Betriebsarten des Aggregats enthält und' zum Umschalten der elektrischen

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Anlage wahlweise auf Eigenstromversorgung mit Hilfe des Dieselmotors 26 oder auf Fremdstromversorgung aus einem elektrischen Wetz an Bord eines Schiffes oder in einem Hafen dient.

Das Maschinenabteil ist durch eine horizontale Trennwand 34 _s welche gleichzeitig die Bodenwand des Verdampferabteils bildet₉ vom Verdampferabteil getrennt. Das Kondensatorabteil ist bodenseitig zum Maschinenabteil hin im wesentlichen offen.

Die Frontwand des Kühlaggregats weist- eine das Verdampferabteil abdeckende abnehmbare Abdeckplatte 36 (Fig. 1) auf_s die ihrerseits eine drehbare Luftklappe 38 enthält, die später noch näher beschrieben xtfird. Außerdem weist die Frontxvand eine das Kondensatorabteil abdeckende Abdeckplatte 4O mit einem offenen Lüftungsgitter 42 auf_s welch letzteres als Lufteinlaß für den Kondensator- dient. Die Abdeckplatten für das Verdampferabteil und aas Kondensatorabteil sind vorzugsweise als gesonderte Platten ausgebildet und jeweils entlang ihrer Ränder mittels lösbarer Befestigungselemente 44 am Rahmen befestigt, so ,daß die Abdeckplatten zu Wartungs- und sonstigen Zwecken leicht abgenommen werden können. Ein Teil der Vorderseite

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des Maschinenabteils ist durch eine herunterklappbare Klappe 46 abgedeckt, die den leichten Zugang zu den hinter dieser Platte befindlichen Maschinensatz ermöglicht.

Nunmehr wird auf die Fig. 2 bis 4 Bezug genommen, welche das Kühlaggregat im vorne an einen Prachtcontainer angebauten Zustand zeigen. In Fig. 3 ist das vordere Ende des Frachtcontainers dargestellt, wobei der Containerinnenraum mit 50 bezeichnet ist. Der Container ist an seiner vprderen Stirnseite .mit einer taschenartigen Aussparung zur Aufnahme des Kühlaggregats versehen, die an der Containerstirnseite von Bauteilen 52, 54, 56 und (Fig. 2) begrenzt ist. Das Kühlaggregat nimmt im wesentlichen die volle Breite der taschenartigen Ausnehmung und den größten Teil von deren Höhe ein. Der Raum 60 im unteren Teil der taschenartigen Ausnehmung ist zur Aufnahme eines Kraftstofftanks 6l für den Dieselmotor 26 verfügbar.

Das Kondensatorabteil 20 enthält eine Kühlerschlange und eine Kältemittel-Kondensatorschlange 64, die beide in herkömmlicher Weise als Lamellenkonstruktion ausgeoildet und schräg liegend im unteren Teil des Kondensatorabteils angeordnet sind., wie aus Fig. 4 hervorgeht» Im oberen Teil des Kondensatorabteils ist ein von einem Motor 68

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angetriebenes propellerartiges Kondensatorgebläse 66 angeordnet, das Luft durch das offene Lüftungsgitter hindurch ansaugt und nach unten durch den Kondensator und den Kühler 62 hindurch bis in das Maschinenabteil fördert, aus welchem die durch eine Öffnung 70 in der Seitenwand 16 austritt. Der Strömungsweg der Kühlluft ist in Fig. 4 durch Pfeile angedeutet.

Das Verdampferabteil 18 enthält gemäß den Fig. 2 und 3 eine Kältemittel-Verdampferschlange 72, die entsprechend der Darstellung in Fig. 3 in geneigter Stellung angeordnet ist, wobei sich ein wesentlicher Teil dieser Verdampferschlange vorderhalb der Ebene 73 der Rahmenrückseite des Kühlaggregats befindet und der übrige Teil der Verdampferschlange über diese Ebene hinaus nach hinten übersteht. Das Verdampfergebläse ist als Zwillings-Radialgebläse 74 ausgebildet_s dessen beide Gebläseräder auf den beiden entgegengesetzten Wellenenden eines Motors 76 aufgesetzt sind,, der in einer nach hinten offenen Kammer 78 angeordnet ist_s deren beide Seitenwände zum Inneren der beiden Gebläseräder führende ringförmige Lufteinlässe 80 bilden» Außerdem weist die Kammer 78 in ihrer Frontxtfand eine Öffnung 82 auf_s um zum Zwecke der Lufterneuerung eine bestimmte Menge Frischluft in das Verdampferabteil eintreten zu lassen_s wenn die drehbare

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Luftklappe 38 nicht in ihrer in Fig. 1 gezeigten vollständig geschlossenen Stellung steht. Zu den außenliegenden Stirnseiten der beiden Gebläseräder führen weitere ringförmige Lufteinlässe 84, die jeweils an den innenliegenden Seitenwänden zweier nach hinten offener Kästen 86 gebildet sind.

Aus dem gekühlten Innenraum 50 (Fig. 3) wird Luft aus dem Deckenbereich des Containers in das Kühlaggregat angesaugt und strömt durch die offenen Rückseiten der Kästen 86 und der Kammer 78 in den oberen Teil des Verdampferabteils zur Saugseite der Gebläseräder 74 ein und wird von den Gebläserädern durch die Verdampferschlange hindurchgefördert, wonach die gekühlte Luft gemäß den Pfeilen in Fig. 3 nach unten durch den Zwischenraum zwischen einer im Container angeordneten Trennwand 88 und der Frontwand des Containers hindurch in Kanäle 90 im Containerboden strömt, welche die gekühlte Luft nach hinten in den Containerinnenraum zurückeiten»

Beim Transport gewisser Produkte in einem Kühlcontainer ist es wünschenswert, die gekühlte Luft im Containerinnenraum in bestimmtem Verhältnis durch Frischluft auszutauschen. Dazu dient die Luftklappe 38, welche das Maß des Luftaustauschs in Abhängigkeit von ihrer Drehstellung

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steuert. Diese Luftklappe 38 ist an der Abdeckplatte 36 auf einem Zapfen 92 gehaltert, auf welchen eine Flügelmutter 93 aufgeschraubt ist. Der Rand der plattenförmigen Luftklappe 38 ist mit einer Anzahl von Kerben 9k versehen, die über einen gegebenen Bogen mit bestimmten gegenseitigen Abständen angeordnet sind. Außerdem ist ein federnder Stift 95 an der Abdeckplatte 36 befestigt, der in jeweils eine der Kerben einrastbar ist, um die jeweilige Drehstellung der Luftklappe und demzufolge das eingestellte Luftaustauschverhältnis zwischen Containerluft und Frischluft zu fixieren. In Fig. 1 ist die Luftklappe 38 in der Stellung dargestellt, in welcher kein Luftaustausch stattfindet, xrobei der Stift in die entsprechende Kerbe eingerastet ist. Durch Ausrasten des Stiftes aus dieser Kerbe und Drahen der Luftklappe in eine Stellung, in welcher der Stift in die am anderen Ende der Kerbenreihe gelegenen letzte Kerbe einrastet _s kann das maximale Luftaustauschverhältnis eingestellt werden. Durch Drehen der Luftklappe in zwischen diesen beiden Extremstellungen gelegene Zwischenstellungen lassen sich entsprechende Zwischenwerte des Luftaustauschverhältnisses einstellen»

Der Luftströmungsweg von außen in das Verdampferabteil _s und umgekehrt_s ist am besten anhand der Figo 5 in Verbindung mit den Fig. 1 und 2 verständlich. Der Rand der Luft-

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klappe 38 weist einen Abstand vom Rand einer kreisförmigen Verschiebung 96 der Abdeckplatte 36 auf, so daß zwischen der Luftklappe und dem hinter ihr liegenden Raum Luftströmungswege 97 gebildet sind. Die Abdeckplatte 36, die eine I-iärmeisolationsschicht 98 und demzufolge eine beträchtliche Dicke aufweist, ist an den in Fig. 1 durch gestrichelte Kreise 99 und 100 angegebenen Stellen mit einem oberen und einem unteren Durchbruch versehen, von denen in Fig. 5 nur der obere Durchbruch dargestellt ist. Die Luftklappe 38 trägt an ihrer Rückseite einen diametral verlaufenden Bügel 101, an welchem einander diametral gegenüberliegend zwei kreisrunde elastische Kissen 102 angebracht sind, die, wenn sich die Klappe in der den Luftaustausch vollständig unterbrechenden Drehstellung Defindet, mit den Durchbrüchen 99 und 100 fluchten und diese verschließen. Der obere Durchbruch 99 der Abdeckplatte 3d fluchtet mit der Öffnung 82 (Pig. 2) der Kammer 78, so daß die in das Verdampferabteil eintretende Frischluft durch die Verdampfergebläseräder angesaugt wird.

Beim Betrieb mit Luftaustausch wird die Luftklappe in eine Drehstellung gedreht, die dem gewünschten Luftaustauschverhältnis entspricht. Die Frischluft wird durch das Verdampfergebläse durch den Zwischenraum 97 und den oberen Durchbruch 99 angesaugt, während eine entsprechende

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Menge verbrauchter Luft durch den unteren Durchbruch und den Zwischenraum 97 in die Außenluft austritt. Der untere Durchbruch 100 und der in Fig. 5 gezeigte obere Durchbruch 99 sind im wesentlichen gleich. Ein Kurzschluß des Luft Strömungsweges hinter der Klappe 38 ist durch den Bügel 10I₃ der sich diametral über die Rückseite der Klappe erstreckt, im wesentlichen ausgeschlossen.

Wie aus Fig. 5 hervorgeht, ist die Abdeckplatte des Verdampferabteils mit einer Wärmeisolationsschicht ausreichender Dicke ausgestattet, um einen übermäßigen Wärmedurchgang vom Verdampferabteil durch die Abdeckplatte hindurch an die Außenluft zu vermeiden. Außerdem ist das Verdampferabteil mit einer inneren Auskleidung versehen, wobei zwischen dieser und dem Rahmen ein Zwischenraum zur Aufnahme einer nicht dargestellten Wärmeisolation vorhanden ist. Zur Abdichtung des Verdampferabteils gegen die Außenluft ist an der Stirnseite des Verdampferabteils eine mit der Abdeckplatte 36 zusammenwirkende Randdichtung 104 vorgesehen.

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Leerseite

Claims

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IMO. B. HOLZEB.

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Patentansprüche

Transportkühlaggregat, das an der Frontwand eines Transportkühlcontainers anzubringen ist und einen Rahmen, einen Antriebsmasehinensatz, einen Kälteverdichter, einen Kältemittelverdampfer, einen Kältemittelkondensator, einen Motorkühler, ein Verdampfer-2ebläse und ein Kondensatorgebläse aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Rahmen etwa rechteckig ist und die Deckwand (10), die Bodenwand (12) und die Seitenwände (14, 16) des Aggregats festlegt, daß weiter der vom Rahmen umschlossene Raum in ein Verdampferabteil (18), ein Kondensatorabteil (20) und ein Maschinenabteil (24) gegliedert ist, von denen das Verdampferabteil und das Kondensatorabteil durch eine vertikale Trennwand (22) voneinander getrennt nebeneinanderliegend den oberen Teil des vom Rahmen umschlossenen Raumes einnehmen und das sich über die ganze Breite des Aggregats erstreckende Maschinenabteil den unteren Teil dieses Raumes einnimmt und durch eine horizontale Trennwand (34) vom Verdampferabteil abgetrennt ist, wobei das Maschinenabteil den als Reihenblock angeordneten Maschinensatz, bestehend aus einer Brennkraftmaschine (26), einem elektrischen Motorgenerator (28) und dem Kälteverdichter (30), enthält, wobei weiter das boden-

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ORJGJWAL INSPECTED

seitig zum Maschinenabteil hin im wesentlichen offene Kondensatorabteil den Motorkühler (62) und den Kältemittelkondensator (64) sowie das Kondensatorgebläse {66) enthält, das aus der Außenluft angesaugte Luft durch den Kältemxttelkondensator und den Motorkühler hindurch sowie durch das Maschinenabteil· in die Außenluft zurückfördert, und wobei das Verdampferabteil den Kältemittelverdampfer (72), der mit einem wesentlichen Teil nach hinten über die Ebene der Rahmenrückseite übersteht, sowie in seinem oberen Bereich das Verdampfergebläse (74) enthält, das aus dem Containerinnenraum angesaugte Luft durch den Verdampfer hindurch in den Container zurückfördert, und daß das Verdampferabteil und das Kondensatorabteil frontseitig durch eine Frontabdeckung (36, 40) abgeschlossen sind, die einen in das Kondensatorabteil führenden Lufteinlaß (42) und im Bereich der Frontfläche des Verdampferabteils eine Wärmeisolierung (98) aufweist.
2. Transportkühlaggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kaltemxttelverdampfer in geneigter Stellung im unteren Bereich des Verdampferabteils (18) derart angeordnet ist, daß sein oberer Teil nach hinten über die Ebene der Rahmenrückseite übersteht, und daß das Verdampfergebiäse (74) zwei jeweils beidseitig an-

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saugende Radialgebläseräder aufweist, die Luft aus dem oberen Teil des Containerinnenraums ansaugen und nach unten durch den Verdampfer hindurch in den Container zurückfördern.
3. Transportkühlaggregat nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kältemittelkondensator (64) und der Motorkühler (62) schräg liegend im Kondensatorabteil (20) angeordnet sind und daß das Kondensatorgebläse (66) ein im oberen Bereich des Kondensatorabteils (20) und im Bereich des Lufteinlasses (42) angeordnetes propellerartiges Lüfterrad aufweist.
4. Transportkühlaggregat nach einem der Ansprüche 1

bis 3j dadurch gekennzeichnet, daß das Verdampfergebläse (74) und das Kondensatorgebläse (66) jeweils eigene elektrische Antriebsmotoren (76, 68) haben, die bei Betrieb des Kühlaggregats mit der Brennkraftmaschine (27) durch den dann als Ivechselstromgenerator arbeitenden Motorgenerator (28) und bei Betrieb des Kühlaggregats mit einer Fremdstromquelle ebenso wie der dann als Motor arbeitende Motorgenerator direkt aus der Fremdstromquelle gespeist werden.
5. Transportkühlaggregat nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Frontabdeckung

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gesonderte Abdeckplatten (36, 40) für das Verdampferabteil (18) und das Kondensatorabteil (20) aufweist, die unabhängig voneinander lösbar am Rahmen befestigt sind.
6. Transportkühlaggregat nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckplatte (36) des Verdampferabteils (18) mit der Außenluft in "Verbindung stehende Luftaustauschöffnungen (99, 100) sowie ein einstellbares Regulierorgan (38) zur Regulierung des Luftaustauschs zwischen dem Verdampferabteil und der Außenluft aufweist.
7. Transportkühlaggregat nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß dem Regulierorgan (38) ein Rastenmechanismus (94, 95) zur stufenweisen Verstellung zwischen jeweils rastbaren Stellungen zugeordnet ist.

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