NO300241B1 - Fremgangsmåte til kjöling av beholdere samt et kjölesystem for utförelse av fremgangsmåten - Google Patents

Description

Den foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte til kjøling av beholdere, hvor kulde genereres i en primærkrets inneholdende et kuldemedium og via en varmeveksler tilføres en kuldebærer i en sekundærkrets, hvor sekundærkretsens kuldebærer strømmer inn i en beholder gjennom rør med løsbare koblinger og overfører kulde til beholderen gjennom en varmeveksler.

Oppfinnelsen vedrører også et kjølesystem til utførelse av fremgangsmåten, omfattende en primærkrets med et kuldemedium for generering av kulde, en sekundærkrets med en kuldebærer og løsbare koblinger for innkobling av en beholder med en varmeveksler for overføring av kulde fra kuldebæreren til beholderen, og en varmeveksler for tilførsel av kulde fra primærkretsen til sekundærkretsen.

Det er tidligere kjent kjølesystemer til kjøling av beholdere i forbindelse med transport av matvarer, såsom fisk o.l., hvor kulden genereres av en primærkrets og overføres til en sekundærkrets. En egnet kuldebærer i sekundærkretsen, vanligvis saltlake, transporterer kulden over i transporterbare beholdere slik at innholdet i disse kjøles. Beholderene står under kjøling i kjølekretsen så lenge dette er mulig, og kobles deretter ut av kretsen for videre transport, f.eks. på trailer eller jernbane, det siste stykket frem til mottakeren.

Det er også kjent å benytte transportbeholdere med et lager av en kuldebærer, f.eks. is eller tørris, hvor isen eller tørrisen anbringes i beholderen sammen med varene som ønskes kjølt, og avgir sin kulde under den delen av transporten hvor beholderen ikke står innkoblet i kjølekretsen.

Ved de kjente kjølesystemer er det således begrenset hvor lenge en transportbeholder kan befinne seg utenfor kjølesystemet før innholdet opp-varmes til en uakseptabel temperatur. Alternativt er det nødvendig manuelt eller på andre måter å anbringe kjølemedium i form av is eller tørris i beholderen samtidig med plassering av varer i denne, hvilket innebærer ekstra arbeid og økte kostnader.

Hensikten med den foreliggende oppfinnelse er å tilveiebringe en fremgangsmåte til kjøling av beholdere og et kjølesystem hvor beholderne på en enkel måte skal kunne holdes kalde uten tilførsel av kulde fra kjølesystemet. Denne hensikt oppnås ved et kjølesystem av den innledningsvis nevnte art,karakteriserti de trekk som er angitt i kravene.

I denne patentsøknad benyttes uttrykkene "avgi kulde", "tilføre kulde" og "overføre kulde" istedenfor det mer korrekte "tilføre varme", "avgi varme" og "overføre varme". Denne terminologien er valgt for å gjøre beskrivelsen lettere å forstå.

Oppfinnelsen består således av et kjølesystem bestående av en primærkrets og en sekundærkrets forbundet med en varmeveksler, hvor kulden genereres i primærkretsen på kjent måte. Kulden overføres fra primærkretsen til sekundærkretsen via varmeveksleren, hvor kulden ved hjelp av en kuldebærer føres til en beholder. Sekundærkretsen har ett eller flere kuldeforråd for lagring av kulde og avgivelse av kulde ved en stans i kuldetilførselen. Denne stansen kan skyldes driftsproblemer eller stans i energitilførslen til kjøle-systemet, eller det kan være en stans i kuldetilførslen som følge av at beholderen kobles ut av kjølesystemet.

I en foretrukket utførelsesform befinner et av kuldeforrådene seg inne i beholderen, slik at beholderen er selvforsynt med kuldeavgivelse under transport.

Kuldebæreren kan fortrinnsvis være trykksatt karbondioksid. Dette er en kuldebærer som gir små dimensjoner, lite volum og ingen korrosjon i rørsystemet. Kuldeforrådet eller kuldeforrådene kan bestå av tørris, som kan genereres direkte fra karbondioksiden ved at dennes trykk reduseres. Tørrisen kan lagres i et eget rom i beholderen for senere avgivelse av kulde ved at tørrisen går over til karbondioksid i gassform, eventuelt ved at karbondioksiden avgis direkte til beholderens atmosfære.

Kuldeforrådet kan også bestå av en innelukket mengde trykksatt karbondioksid. Ved en trykkreduksjon av karbondioksiden oppstår det tørris, som deretter kan avgi sin kulde til beholderen på samme måte som beskrevet ovenfor.

Ved benyttelse av kuldeforråd i sekundærkretsen vil det nødvendigvis forbrukes en del karbondioksid, og det vil da være nødvendig å etterfylle med ny karbondioksid. Idet det er naturlig å anvende kjølesystemet i forbindelse med transportinnretninger med forbrenningsmotorer, såsom skip, tilveiebringes denne karbondioksiden fortrinnsvis ved hjelp av en C02-generator som genererer C02 fra forbrenningsmotorens avgasser.

Oppfinnelsen skal nå forklares nærmere ved hjelp av en utførelsesform, under henvisning til tegningen, hvor figuren viser et skjematisk flytskjema for kjølesystemet i henhold til oppfinnelsen.

Et kjølesystem 1 består av en primærkrets 2 og en sekundærkrets 3. Primærkretsen 2 er av kjent type og inneholder et kjøleagregat 4 for generering av kulde. Kulden overføres til sekundærkretsen 3 gjennom en varmeveksler 5. I sekundærkretsen 3 strømmer en kuldebærer gjennom et rørsystem 6 i retningen vist med pilen P. Kuldebæreren er i denne utførelse trykksatt karbondioksid, C02. En sirkulasjonspumpe 7 fører karbondioksiden gjennom varmeveksleren 5 for kuldeopptak fra primærkretsen, og videre gjennom et kuldeforråd 8 hvor kulde kan avgis for lagring, for senere avgivelse tilbake til sekundærkretsen. Kuldebæreren strømmer videre gjennom en løsbar kobling 13 og inn i en beholder 9 med varer (ikke vist). Beholderen 9 er isolert med isolasjon 10 slik at varmetilførslen fra omgivelsene blir minst mulig. I beholderen 9 kan kuldebæreren enten strømme inn i et kuldeforråd 11, hvilket vil bli nærmere omtalt senere, eller den kan strømme inn i en varmeveksler 12 for avgivelse av kulde til beholderen 9 ved hjelp av en vifte 16. Fra varmeveksleren 12 kan kuldebæreren strømme ut av beholderen gjennom en ny løsbar kobling 13 og videre til sirkulasjonspumpen 7.

De to kuldeforrådene 8 og 11 er på figuren kun vist skjematisk, og kan være utformet på flere måter. Figuren viser heller ikke ventiler, instrumenter og andre komponenter som er nødvendige for et komplett kjølesystem, da disse øvrige komponenter er av kjent type, og ikke er av betydning for oppfinnelsen.

Kuldeforrådene 8 og 11 kan bestå av tørris, og tilføres kulde ved at sekundærkretsens karbondioksid slippes ut kontrollert, slik at karbondioksiden danner tørris under trykkreduksjonen. Avgivelse av kulde fra kuldeforådene skjer ved at tørrisen fordamper og danner karbondioksid i gassform under avgivelse av kulde. I kuldeforrådet 8 benyttes denne kulden til å kjøle den flytende karbondioksid som befinner seg i rørsystemet. I kuldeforrådet 11 kan kulden avgis på flere måter: kulden kan overføres fra karbondioksiden i gassform til karbondioksiden i rørsystemet, karbondioksiden i gassform kan avgi sin kulde til flater i beholderen, eller karbondioksiden i gassform kan via et utløp 15 ledes inn i den delen av beholderen som inneholder varene, slik at disse kjøles direkte. Dette siste er gunstig for beholderens atmosfære, idet karbondioksiden vil redusere vekst av mikroorganismer og hjelpe til med preservering av matvarene.

Kuldeforrådene 8 og 11 kan også bestå av innelukkede mengder trykksatt karbondioksid. Et slikt forråd kan realiseres ved hjelp av en trykkbeholder, eller ganske enkelt ved en oppdimensjonering av rørsystemet, hvilket danner en enkel og rimelig utførelse. Kulde avgis ved trykkreduksjon under kontrollert utslipp av en del av karbondioksiden slik at det dannes tørris. Kulden kan deretter overføres som beskrevet ovenfor.

Ved bruk av kuldeforrådene 8 og 11 vil karbondioksid forbrukes i sekundærkretsen. For å opprettholde driften må følgelig karbondioksid etterfylles. I utførelsen på figuren gjøres dette ved hjelp av en C02-generator 14. C02-generatoren kan fortrinnsvis være basert på membranteknologi, idet den får tilført avgasser fra en forbrenningsmotor. Avgassene ledes gjennom membranene, og ved hjelp av membranenes egenskaper skilles C02 fra de øvrige avgassene. C02-generatoren inneholder videre en kompressor som trykksetter karbondioksiden før den leveres til sekundærkretsen.

Oppfinnelsen har i det ovenstående blitt forklart med henvisning til en bestemt utførelsesform beskrevet ved hjelp av et skjematisk flytskjema. Prosessen kan med fordel styres av en mikroprosessor (ikke vist) som får informasjoner fra instrumenter og et styrekonsoll, og styrer prosessen ved hjelp av styrte ventiler. Det er således klart at det foreligger en rekke forskjellige muligheter for instrumentering, styring og anbringelse av ventiler i prosessen. Det er likeledes klart at rørsystemet kan utformes på andre måter, idet f.eks. pumpen 7 og tilførselen av karbondioksid fra C02-generatoren 14 kan plasseres andre steder, det kan være tilkoblinger for flere beholdere 9, det kan anbringes flere kuldeforråd 8 i sekundærkretsen, og det kan anordnes omløpsrør rundt de forskjellige komponenter.

Kuldeavgivelsen fra tørrislagrene kan være selvregulerende ved at kulden i sekundærkretsen normalt holdes på et nivå hvor fordampingen av karbondioksid fra tørrisen er null eller minimal. Ved en temperaturstigning i beholderen vil fordampingen øke av seg selv, og karbondioksiden i gassform vil kjøle beholderens indre. På denne måten oppnås en rimelig og pålitelig regulering av kuldeavgivelsen fra kuldeforrådene.

Claims (10)

1. Fremgangsmåte til kjøling av beholdere, hvor kulde genereres i en primærkrets (2) inneholdende et kuldemedium og via en varmeveksler (5) tilføres en kuldebærer i en sekundærkrets (3), hvor sekundærkretsens kuldebærer strømmer inn i en beholder (9) gjennom rør (6) med løsbare koblinger (13) og overfører kulde til beholderen (9) gjennom en varmeveksler (12), karakterisert ved at kulde lagres i ett eller flere kuldeforråd (8, 11) i sekundærkretsen, i eller utenfor beholderen (9), for senere avgivelse ved en stans i kuldetilførselen.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at det til kuldeoverføringen i sekundærkretsen som kuldebærer benyttes trykksatt karbondioksid.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 2, karakterisert ved at, idet det som kuldeforråd (8, 11) benyttes tørris, kulden tilføres kuldeforrådet ved at karbondioksidens trykk reduseres slik at det dannes tørris, og avgis fra kuldeforrådet ved at tørrisen fordamper.

4. Fremgangsmåte ifølge krav 2, karakterisert ved at, idet kuldeforrådet (8, 11) består av en innelukket mengde trykksatt karbondioksid, kulde avgis fra kuldeforrådet ved en trykkreduksjon av karbondioksiden, slik at det dannes tørris som fordamper.

5. Fremgangsmåte ifølge et av kravene 3 eller 4, karakterisert ved at, idet karbondioksid forbrukes i sekundærkretsen ved fordamping av tørrisen, sekundærkretsen etterfylles med karbondioksid generert av en C02-generator (14) som får sin tilførsel fra avgassen fra en forbrenningsmotor.

6. Kjølesystem (1) til utførelse av fremgangsmåten ifølge et av de foregående krav, omfattende en primærkrets (2) med et kuldemedium for generering av kulde, en sekundærkrets (3) med en kuldebærer og løsbare koblinger (13) for innkobling av en beholder (9) med en varmeveksler (12) for overføring av kulde fra kuldebæreren til beholderen, og en varmeveksler (5) for tilførsel av kulde fra primærkretsen (2) til sekundærkretsen (3), karakterisert ved at sekundærkretsen (3) har ett eller flere kuldeforråd (11) på beholderens (9) side av de løsbare koblinger (13), fortrinnsvis inne i selve beholderen (9), og/eller ett eller flere kuldeforråd (8) i den delen av sekundærkretsen (3) som i forhold til beholderen (9) befinner seg på den motsatte side av de løsbare koblinger (13), for lagring av kulde og avgivelse av kulde ved en stans i kuldetilførselen.

7. Kjølesystem ifølge foregående krav 6, karakterisert ved at sekundærkretsens kuldebærer består av trykksatt karbondioksid.

8. Kjølesystem ifølge krav 7, karakterisert ved at kuldeforrådet eller kuldeforrådene (8, 11) består av tørris, generert ved trykkreduksjon av karbondioksiden.

9. Kjølesystem ifølge krav 8, karakterisert ved at tørrisen i beholderens kuldeforråd (11) står i kommunikasjon med beholderens indre, slik at beholderen får en karbon-dioksidholdig atmosfære.

10. Kjølesystem ifølge krav 7, karakterisert ved at kuldeforrådet eller kuldeforrådene (8, 11) består av en innelukket mengde trykksatt karbondioksid, slik at kulde kan avgis ved en trykkreduksjon av karbondioksiden.