DE69517632T2

DE69517632T2 - Tragbare Kühleinheit

Info

Publication number: DE69517632T2
Application number: DE69517632T
Authority: DE
Inventors: Peter Frank Goodall
Original assignee: BOC Group Ltd
Current assignee: BOC Group Ltd
Priority date: 1994-06-15
Filing date: 1995-04-07
Publication date: 2001-02-22
Anticipated expiration: 2015-04-08
Also published as: SK66795A3; PL177820B1; CZ137095A3; ES2147820T3; US5561986A; HUT72860A; EP0687873A2; GB9411942D0; EP0687873B1; DE69517632D1; HU9501706D0; AU689549B2; DK0687873T3; PL309078A1; AU1785995A; NZ270999A; EP0687873A3

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine tragbare Kühleinheit nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Eine solche Einheit ist beispielsweise aus der DE-C-38 07 879 bekannt. Die Erfindung bezieht sich mehr im einzelnen, aber nicht ausschließlich, auf solche Einheiten zur Verwendung bei der Kühlung des inneren von Frachtbehältern, um gekühlte Nahrungsmittel und/oder andere darin untergebrachte Materialien unterhalb einer vorgegebenen Temperatur zu halten.
Gegenwärtig bekannte mechanische Kühlgeräte werden gewöhnlich an der vorderen Stirnwand von Containern, Straßenfahrzeugen oder Eisenbahnwagenkästen befestigt und ragen durch diese hindurch. Die Kühlgeräte werden entweder durch eine Brennkraftmaschine, die Teil des Geräts ist, oder einen Elektromotor angetrieben, der mit Strom gespeist wird, der im Falle von Straßenfahrzeugen vom Fahrzeugmotor oder im Falle eines Eisenbahnfahrzeugs durch einen an der Achse montierten Generator gespeist wird. Bei Containern, Straßenfahrzeugen und Waggons, die mit eutektischen Balken oder Platten zu Kühlzwecken arbeiten, sind die Platten bzw. Balken gewöhnlich an der Innenseite der Wände oder des Dachs montiert. Euthektische Balken werden entweder durch einen extern montierten Kälteverdichter, der von einer Brennkraftmaschine angetrieben wird, oder durch eine externe elektrische Stromquelle, die abgeklemmt wird, wenn der Gefriervorgang beendet und der Container bzw. das Fahrzeug betriebsbereit ist, auf Betriebstemperaturen gefroren. In beiden Fällen nimmt die am Fahrzeug montierte Ausrüstung wertvollen Frachtraum in Anspruch, insbesondere wenn der Container bzw. das Fahrzeug auch zum Transport von Gütern eingesetzt wird, die keine gesteuerte Atmosphäre braucht. Des weiteren neigt eine solche Ausrüstung dazu, die gesamte Atmosphäre innerhalb des Frachtraums zu kühlen, anstatt nur gerade diejenige, die das darin enthaltene Produkt umgibt. Die DE-C-38 07 879 beschreibt beispielsweise ein Gerät zum Kühlen des Inneren eines Motorfahrzeugs, wobei ein Gebläse Luft durch eine Kältespeicherbatterie bläst, die eine eutektische Lösung enthält und die beispielsweise in einem Haushaltskühlschrank gekühlt werden kann.
Es ist Ziel der vorliegenden Erfindung, eine tragbare Kühleinheit zu schaffen, welche die mit den oben erwähnten Geräten verbundenen Probleme verringert und möglicherweise eliminiert.
Dementsprechend umfaßt die vorliegende Erfindung eine tragbare Kühleinheit, die in einem Behälter positionierbar ist und zum Kühlen von dessen Innerem oder einem Teil hiervon dient, wobei die Einheit eine wärmeisolierte Kammer mit einem darin positionierten Kühlmittel sowie einen Einlaß zur Aufnahme der Atmosphäre aus dem Inneren des Behälters, Gebläsemittel zum Einsaugen von Atmosphäre in die Kammer und zum Herausfördern der Atmosphäre aus der Kammer durch einen Auslaß aufweist, der unterhalb des Einlasses positioniert ist, wobei die Kühlmittel eine Mehrzahl eutektischer Elemente umfassen, die für eine Vorkühlung durch Aussetzen der Kühlwirkung eines flüssigen Kryogens ausgelegt sind, gekennzeichnet durch eine isolierende Decke zum Legen über eine in dem Behälter befindliche Beladung, wobei der Einlaß unmittelbar unter der Decke positioniert ist, um Atmosphäre von unter der Decke abzuziehen.
Vorteilhafterweise enthält die Einheit einen Fühler zum Abfühlen der Temperatur der Atmosphäre, die eine Beladung in dem Behälter umgibt.
Die Einheit kann des weiteren ein Gebläse zum Ansaugen einer Probe der Atmosphäre und zum Richten derselben auf den Fühler aufweisen.
Vorteilhafterweise ist das Gebläse kontinuierlich betreibbar.
Vorzugsweise weist die Einheit Sicherungsmittel zum Fixieren eines Rands der Decke an dem Einlaß auf.
Vorzugsweise ist der Einlaß höhenverstellbar.
Bei einer besonderes geeigneten Anordnung umfaßt der Auslaß einen Basisteil der isolierten Kammer und ist so positioniert, daß er gekühlte Atmosphäre in den Leerraum zwischen Teilen einer Standardpalette richtet, auf welcher die Einheit positionierbar ist.
Vorteilhafterweise verlaufen die eutektischen Elemente entlang einer Längsachse X, und die Einheit weist außerdem eine Einlaßsammelkammer zur Aufnahme von Atmosphäre aus dem Einlaß sowie eine Mehrzahl von Auslaßschlitzen auf, die in im wesentlichen zur Längsachse der eutektischen Elemente paralleler Richtung verlaufen und die Strömung der hereinkommenden Atmosphäre so orientieren, daß eine laminare Strömung der Atmosphäre über und um die eutektischen Elemente begünstigt wird.
Bei einer besonders effizienten Anordnung umfaßt die Einheit weiter eine Auslaßsammelkammer mit einer Mehrzahl schlitzförmiger Einlässe, die so gestaltet und positioniert sind, daß sie aus einem die eutektischen Elemente enthaltenden Bereich kommende Atmosphäre leiten und die Strömung dieser Atmosphäre in die Auslaßsammelkammer in einer Weise orientieren, welche eine laminare Strömung begünstigen, wobei die Auslaßsammelkammer außerdem den genannten Auslaß an ihrem Boden positioniert aufweist.
Die vorliegende Erfindung wird nun lediglich anhand eines Beispiels unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen mehr im einzelnen beschrieben, in welchen zeigt:
Fig. 1 eine isometrische teilweise aufgebrochene Darstellung einer Kühleinheit nach der Erfindung,
Fig. 2 eine allgemeine Darstellung der in Fig. 1 gezeigten Einheit, die innerhalb einer einen Teil der Erfindung bildenden isolierenden Decke und im Zusammenhang mit der zu kühlenden Ladung angeordnet ist, und
Fig. 3 eine Schnittdarstellung einer Fühleranordnung, die Teil der Erfindung bildet, und
Fig. 4 eine vergrößerte Darstellung des Einlaßteils der Einheit.
Gemäß Fig. 1 weist die Kühleinheit 10 eine Kammer 12 auf, deren gesamte äußere Wand 14 durch Isoliermaterial 14a isoliert ist. Ein Einlaß 16 ist in einer isolierten Trommelblende in einer Weise gebildet, die ein vertikales Bewegen des Einlasses ermöglicht, um so dessen Position dem Bedarf anpassen zu können. Ein Gebläse 20 (nicht dargestellt) dient zum Ansaugen von Luft oder einer sonstigen Atmosphäre im Container 22 in die Kühleinheit nach Bedarf und zum Hindurchleiten der gekühlten Atmosphäre durch die Einheit und aus einem Auslaß 24 heraus.
Eine Mehrzahl eutektischer Elemente 26, von denen jede entlang einer Längsachse x verläuft, ist in einem mittleren Bereich 28 angeordnet und durch innere Wände 27 und 29, die jeweils aus Material mit verhältnismäßig hohem Wärmedämmwert hergestellt sind, vom Einlaß 16 und Auslaß 24 weiter isoliert. Vorzugsweise besteht jedes eutektische Element 26 aus einem äußeren Rohr 30 mit einem hindurchlaufenden koaxialen inneren Rohr 32 und einer den Zwischenraum ausfüllenden Masse aus eutektischem Material 34 wie beispielsweise Magnesiumchlorid. Die inneren Rohre 32 sind mit einem Versorgungsanschluß 36 verbunden, durch welchen während eines später noch im einzelnen zu beschreibenden Kühlschritts flüssiger Kryogen hindurchgeleitet wird. Die eutektischen Elemente 26 können miteinander entweder in Reihe oder parallel oder in Gruppen verbunden sein, die entweder in Reihe oder parallel geschaltet sind, was jeweils in der jeweiligen Anordnung am besten paßt.
Eine Einlaßsammelkammer 38 ist zwischen der Wand mit dem darin positionierten Einlaß 16 und der inneren Wand 27 gebildet, die mit einer Vielzahl von schlitzförmigen Auslässen 40 versehen ist, welche die Sammelkammer 38 mit dem die euthek tischen Kühlelemente 26 enthaltenden Bereich verbindet. Die Schlitzauslässe 40 verlaufen jeweils in zur Längsachse x der eutektischen Elemente 26 im wesentlichen paralleler Richtung, so daß die in den mittleren Bereich 28 einströmende Atmosphäre in einer Weise geleitet wird, welche die laminare Strömung dieser Atmosphäre über und um die eutektischen Elemente 26 begünstigt. Eine Auslaßsammelkammer 42 ist zwischen der inneren Wand 29 und einer zweiten äußeren Wand 14 gebildet. Eine Vielzahl von Schlitzeinlässen 44, die in der inneren Wand 29 gebildet sind, sind so gestaltet und positioniert, daß sie die aus dem Bereich 28 erhaltene Atmosphäre richten und die Strömung dieser Atmosphäre in die Auslaßsammelkammer in einer Weise orientieren, welche eine laminare Strömung durch diese begünstigt. Die durch die Auslaßsammelkammer hindurchströmende Atmosphäre wird abwärts zum Auslaß 24 hin gerichtet, der nahedem oder in dem Sockel 46 der Einheit 10 positioniert ist. Vorzugsweise ist der Auslaß 46 so positioniert, daß die Atmosphäre in den Leerraum zwischen Teilen einer Palette 48 geleitet wird, auf welcher die Einheit 10 positionierbar ist. Alternativ kann der Auslaß so positioniert sein, daß er gekühlte Luft in irgendeine einer Anzahl bevorzugter Richtungen leitet. Die aus der Einheit 10 austretende Atmosphäre kann durch die offenen Räume in der Palette frei hindurchtreten und zur Basis der im Container 22 positionierten Ladung in einer später noch im einzelnen zu beschreibenden Weise strömt.
Der Einlaß 16 ist mit einem Befestigungsmittel 50 beispielsweise in Form eines Gummihalters 52 und Spitzen 54 versehen, zwischen denen ein Rand einer isolierenden Decke 56 befestigt werden kann, um sicherzustellen, daß Atmosphäre aus unmittelbar darunter angesaugt wird. Die isolierende Decke 56 ist vorzugsweise aus irgendeiner Art geschlossenzelligen Materials hergestellt, das als "Blasenpackung" bekannt ist und eine darauf aufgebrachte reflektierende Oberfläche hat, und wird über eine im Container befindliche Ladung so gelegt, daß sie darüber eine isolierende Abdeckung bildet. Die Atmosphäre unterhalb der Decke wird von der Kühleinheit 10 kontrolliert.
Ein Prüfgerät bzw. "Riecher" 60 dient zum kontinuierlichen Abtasten der Atmosphäre, deren Temperatur gesteuert werden soll, und zum Einleiten des Betriebs eines Hauptgebläses 20 nach Bedarf. Der "Riecher" 60 umfaßt ein kleines elektrisches Gebläse 62 mit niedriger Leistung und einem Temperaturfühler 64, der in der Strömung der abgetasteten Atmosphäre positioniert ist. Der "Riecher" 60 weist des weiteren Steuermittel (nicht dargestellt) zum Einleiten des Betriebs eines Hauptgebläses 20 nach Bedarf auf. Vorzugsweise ist der "Riecher" 60 neben dem Einlaß 16 positioniert, um die wärmste Atmosphäre unter der Decke 56 abzutasten. Eine Batterie 66 dient zum Betrieb der Gebläse 20 und 62.
Im Betrieb werden die eutektischen Elemente 26 vorgekühlt, indem man ein Quantum kryogenes Medium wie beispielsweise flüssigen Stickstoff durch die inneren Rohre 32 strömen läßt, so daß ein Teil der darin enthaltenen Kühlleistung in das eutektische Material 34 übergeht. Nachdem das eutektische Material 34 ausreichend gekühlt ist, wird überschüssiger Stickstoff in die Atmosphäre entlüftet, so daß während des nachfolgenden Betriebs der Einheit kein Stickstoff in den Rohren verbleibt. Die stark isolierten Wände 14 stellen effektiv sicher, daß die eutektischen Elemente 26 möglichst lange möglichst kühl bleiben, und stellen sicher, daß ihre Kühlwirkung nur dann ausgenutzt wird, wenn und soweit dies notwendig ist. Nachdem die Einheit gekühlt worden ist, kann sie in den Container neben die Temperatur zu steuernde Ladung eingebracht werden. Nachdem die Isolierdecke 56 über die ausgewählte Ladung gelegt und am Einlaß 16 befestigt worden ist, begrenzt sie effektiv die zu kühlende Atmosphäre. Wann immer der (nachstehend noch beschriebene) Fühler feststellt, daß die Temperatur der Atmosphäre unter der Decke über einen vorgegebenen Wert angestiegen ist, löst er die Steuerung des Hauptgebläses 20 aus, so daß Atmosphäre aus den oberen Bereichen der Ladung in die Sammelkammer 38 eingesaugt ist, wo sie in eine Strömung über die eutektischen Elemente 26 orientiert wird. Jedes eutektische Element dient zum Kühlen der darüberströmenden Atmosphäre, so daß die von der Einheit durch den Auslaß 24 austretende Atmosphäre viel kühler als beim Einsaugen ist. Die gekühlte Atmosphäre wird zurück in die Ladung gerichtet und steigt durch die Ladung auf, während sie ihre Kühlleistung dort abgibt. Natürlich kann, wenn die Ladung auf Paletten gestapelt ist, wie auf der jenigen, auf welcher auch die Einheit 10 positioniert ist, kann die gekühlte Atmosphäre frei zwischen den Zwischenräumen der Paletten hindurchströmen und sowohl an der Unterseite als auch an der Seiten der Ladung wirken.
Es ist klar, daß man auch eine Anzahl der obigen Einheiten in einem Frachtcontainer entweder zur Steigerung der Kühlkapazität oder zum Schaffen von Zonen unterschiedlicher Temperaturen einsetzen kann, wie jeweils durch eine eigene Isolierdecke geschützt und jeweils für eine bestimmte Ladung geeignet sind. Es ist auch klar, daß durch Begrenzen des Volumens der zu kühlenden Atmosphäre unter den Isolierdecken man nicht die gesamte Atmosphäre innerhalb des Containers zu kühlen braucht und es daher möglich ist, die effektive Betriebszeit solcher Einheiten beträchtlich zu steigern. Des weiteren stellt die Verwendung eines Temperaturfühlers und eines Prüfgeräts sicher, daß die Einheit nur dann benutzt wird, wenn eine Kühlung tatsächlich erforderlich ist, wodurch die Möglichkeit der Überkühlung der Fracht vermieden wird.

Claims

1. Tragbare Kühleineinheit (10), die in einem Behälter (22) positionierbar ist und zum Kühlen von dessen Innerem oder einem Teil hiervon dient, wobei die Einheit eine wärmeisolierte Kammer (I2) mit einem darin positionierten Kühlmittel (26) sowie einen Einlaß (16) zur Aufnahme der Atmosphäre aus dem Inneren des Behälters (22), Gebläsemittel (20) zum Einsaugen von Atmosphäre in die Kammer (12) und zum Herausfördern der Atmosphäre aus der Kammer (12) durch einen Auslaß (24) aufweist, der unterhalb des Einlasses (16) positioniert ist, wobei die Kühlmittel (26) eine Mehrzahl eutektischer Elemente (26) umfassen, die für eine Vorkühlung durch Aussetzen der Kühlwirkung eines flüssigen Kryogens ausgelegt sind, gekennzeichnet durch eine isolierende Decke (56) zum Legen über eine in dem Behälter (22) befindliche Beladung, wobei der Einlaß (16) unmittelbar unter der Decke (56) positioniert ist, um Atmosphäre von unter der Decke abzuziehen.

2. Kühleinheit nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Fühler (64) zum Abfühlen der Temperatur der Atmosphäre, die eine Beladung in dem Behälter umgibt.

3. Kühleinheit nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch ein Gebläse (62) zum Ansaugen einer Probe der Atmosphäre und zum Richten derselben auf den Fühler (64).

4. Kühleinheit nach Anspruch 3, wobei das Gebläse (62) kontinuierlich betreibbar ist.

5. Kühleinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch Sicherungsmittel (52, 54) zum Fixieren eines Rands der Decke an dem Einlaß (16).

6. Kühleinheit (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Einlaß (16) höhenverstellbar ist.

7. Kühleinheit (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Auslaß (24) einen Basisteil (46) der isolierten Kammer (12) umfaßt und so positioniert ist, daß er gekühlte Atmosphäre in den Leerraum zwischen Teilen einer Palette (48) richtet, auf welcher die Einheit (10) positionierbar ist.

8. Kühleinheit (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die eutektischen Elemente (26) entlang einer Längsachse (X) verlaufen und die Einheit (10) außerdem eine Einlaßsammelkammer (38) zur Aufnahme von Atmosphäre aus dem Einlaß (16) sowie eine Mehrzahl von Auslaßschlitzen (40) aufweist, die in im wesentlichen zur Längsachse der eutektischen Elemente (26) paralleler Richtung verlaufen und die Strömung der hereinkommenden Atmosphäre so orientieren, daß eine laminare Strömung der Atmosphäre über und um die eutektischen Elemente (26) begünstigt wird.

9. Kühleinheit (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Auslaßsammelkammer (42) mit einer Mehrzahl schlitzförmiger Einlässe (44), die so gestaltet und positioniert sind, daß sie aus einem die eutektischen Elemente (26) enthaltenden Bereich kommende Atmosphäre leiten und die Strömung dieser Atmosphäre in die Auslaßsammelkammer (42) in einer Weise orientieren, welche eine laminare Strömung begünstigen, wobei die Auslaßsammelkammer (42) außerdem den genannten Auslaß (24) an ihrem Boden positioniert aufweist.