TWI471513B - A freezer for refrigerated chains - Google Patents

Description

用於冷凍鏈的行動式冷凍櫃

本發明係關於一種行動式冷凍櫃，特別係關於一種用於冷凍鏈的行動式冷凍櫃。

習知可攜式壓縮機冰箱能夠提供制冷能力，然而，習知可攜式壓縮機冰箱在設計上並沒有考慮到如何與冷凍鏈結合。另一方面，習知可攜式壓縮機冰箱的電力源，大都採行可充電式的蓄電電池，例如車用蓄電電池，此種蓄電電池難以提供長時間的電力。再者，當蓄電電池沒有電力時，充電問題亦會無法滿足冷凍鏈的嚴格要求。

習知美國專利US7,271,719B2「用於監督食品衛生的RFID系統(RFID SYSTEM FRO MONITORING FOOD HYGIENE)」，其教示如何利用RFID標籤技藝，來對被運輸的食品進行衛生的監督。

習知美國專利US6,326,892B1「用於監督冷凍鏈易且用於易腐壞食品的小型化電子箱(MINIATURIZED ELECTRONIC CASING FOR MONITORING THE COLD CAHIN FOR PERISHABLE FOOD)」，其教示如何利用微處理器、溫度感測器、數字顯示器、電池、以及不同顏色的LED等，來組成一個電子裝置，應用在冷凍鏈中以對易腐壞食品進行監督。

本發明發明人有鑑於用於冷凍鏈的行動式冷凍櫃乃亟待改良，因而亟思發明而改良出一種用於冷凍鏈的行動式冷凍櫃，以解決冷凍鏈所面臨的其中一項問題。

本發明的目的係提供一種用於冷凍鏈的行動式冷凍櫃，用來提供被運送物品的保鮮品質。

為達成本發明上述目的，本發明提供一種用於冷凍鏈的行動式冷凍櫃，包括：一隔熱保溫箱體，係具有一用來放置一物品的容室，其中該隔熱保溫箱體的材質係至少具有隔熱保溫功能的材質；一壓縮機制冷模組，係設置於該隔熱保溫箱體中；一冷源供應裝置，係設置於該容室的周圍，以及係用於對該容室在一預定時間之內，降低該容室的溫度上升的變化，藉此當該壓縮機制冷模組無運作時，能夠儘量維持該容室的目前溫度；一溫度感測與傳送模組，係用於感測該容室的目前溫度，以及係用於傳送對應於該目前溫度的溫度訊號；一電力模組，係用於對該壓縮機制冷模組、溫度感測與傳送模組、以及一控制模組提供電力；該控制模組，係設置於該隔熱保溫箱體中，以及係至少包含一處理器、一顯示面板、與一溫度管理程序，其中該顯示面板係外露設置於該隔熱保溫箱體，該處理器係電氣性連接於該顯示面板、該壓縮機制冷模組、以及該溫度感測與傳送模組，其中該處理器係用於接收與處理該溫度訊號，以及執行該溫度管理程序，其中該溫度管理程序係依據該容室的目前溫度、該電力模組的餘電量，計算出要對該容室降溫到該預定溫度範圍之內所需要的電功率，然後使得該電力模組供應對應於該電功率的電量給該壓縮機制冷模組，並且啟動該壓縮機制冷模組，藉此能夠對該電力模組進行節能管理，有效地利用該電力模組的電力。

茲為使　貴審查委員對本發明之技術特徵及所達成之功效有更進一步之瞭解與認識，謹佐以較佳之實施例圖並配合詳細之說明，說明如後：

本發明的行動式冷凍櫃1乃是應用在冷凍鏈，而所謂的冷凍鏈是指物流作業環境中的溫度因素受到特定限制(如溫度)的物品供應鏈，例如許多加工食品、水果、肉類、蔬菜等生鮮食材、食品，以及如藥品、血袋、化學原物料的運送鏈。這些物品的溫度運輸條件有些是由政府明文規定，有些是企業(客戶或是供應商)為保證貨品品質而在內部制定並執行。再者，冷凍鏈物流與現代生活可說是息息相關，生鮮的海產、香醇的牛奶、鮮度如現摘的高級蔬果等食品，均有賴冷凍鏈技術保持新鮮的品質，本發明的行動式冷凍櫃1即是用來提供給冷凍鏈物流業者的最後一里路。

請參見第1、2、6圖，本發明用於冷凍鏈的行動式冷凍櫃1乃包括：隔熱保溫箱體11、壓縮機制冷模組13、冷源供應裝置21、溫度感測與傳送模組15、控制模組17、以及電力模組19，茲分別說明如後內文。

隔熱保溫箱體11乃至少具有一個用來放置物品(圖未顯示)的容室111，而所述物品的範例例如是生鮮食材、生鮮食品、冷凍食材、冷凍食品、加工食品、化學原物料、藥品、血帶、或自生物摘除的活體等等。隔熱保溫箱體11的殼體材質乃採用具有隔熱保溫功能的材質，例如環戊烷環保發泡劑，或者是，隔熱保溫箱體11的殼體採行習知真空絕熱板材(Vacuum Insulation Panel)。隔熱保溫箱體11例如採行具有掀蓋的箱體結構，例如是具有一個可上掀開啟的上蓋11a，以及一個本體11b，而本體11b乃設置有所述的容室111。當物品放置於容室111後，即將上蓋11a與本體11b緊密閉合一起。再者，上蓋11a亦可改採行側掀方式。

壓縮機制冷模組13的功能乃是提供致冷，使得容室111能夠降溫到預定溫度範圍之內(例如-18℃或-30℃溫度範圍之內)的溫度環境。壓縮機制冷模組13可直接採行習知壓縮機制冷手段，請配合參見第4圖，壓縮機制冷模組13乃至少由壓縮機、冷凝器、冷媒流量控制器、以及蒸發氣等所組成。所述壓縮機可直接採用習知變頻式壓縮機或習知非變頻式壓縮機，所述冷凝器、冷媒流量控制器、以及蒸發氣等，亦可直接採用對應的習知組件。壓縮機制冷模組13的致冷能力應要符合物品的溫度運輸條件規定，例如致冷能力例如應達到-18℃。

位於本體11b內部的壓縮機制冷模組13，最好考慮到隔熱板的設計，以避免壓縮機制冷模組13所產生的熱量對容室111造成負面影響。

行動式冷凍櫃1可進一步設置風扇13a，其可採行設置於本體11b，且外露於外部。風扇13a的功能乃是用來將壓縮機制冷模組13產生的熱量，排出至外部。

溫度感測與傳送模組15的功能乃是感測容室111的目前溫度，以及用來傳送對應於目前溫度的溫度訊號。溫度感測與傳送模組15的具體範例可直接採行習知主動RFID溫度標籤。所述習知主動RFID溫度標籤可採行內建方式，將其內建於行動式冷凍櫃1內；或者是，習知主動RFID溫度標籤採行獨立組件方式，將其放置於容室111內的適當位置處。溫度感測與傳送模組15在每間隔一預定時間(例如5分鐘)即會自動測量容室111的目前溫度，然後將溫度訊號傳送給控制模組17，再由控制模組的處理器171接收所述溫度訊號。

溫度感測與傳送模組15可另改採行習知溫度感測相關電路手段以及習知訊號傳送手段。溫度感測與傳送模組15則至少包含一個溫度感測器(圖未顯示)與一條溫度訊號傳輸線(圖未顯示)。所述溫度感測器乃伸入至容室111中，而溫度訊號傳輸線則與處理器171連接。處理器171在每間隔一預定時間(例如5分鐘)即會自動測量容室111的目前溫度，並經由溫度訊號傳輸線接收溫度訊號。

控制模組17的主要功能乃是控制與管理行動式冷凍櫃1的運作。控制模組17乃至少包含：處理器171、顯示面板173、以及溫度管理程序1711。處理器171乃至少電氣性連接於顯示面板173、壓縮機制冷模組13、以及溫度感測與傳送模組15。請配合參見第3圖，當溫度感測與傳送模組15採行習知RFID溫度標籤時，則控制模組17乃進一步包含RFID溫度訊號接收電路1713，RFID溫度訊號接收電路1713的功能即是用來無線接收由習知RFID溫度標籤所無線發射的溫度訊號，然後將接收的溫度訊號傳送至處理器171。所述處理器171可直接採用習知微處理器元件。

顯示面板173乃至少包含一個顯示器，而所述顯示器可直接採用習知小型液晶顯示器，或是習知具觸控面板的小型液晶顯示器。顯示面板173的設置位置例如設置在上蓋11a上。

請參見第5圖，電力模組19的具體範例例如是充電電池及/或燃料電池191，再者，電力模組19進一步包含：替用電力193。充電電池及/或燃料電池191乃是做為行動式冷凍櫃1在運送物品時的主要電力源。所述充電電池可直接採用習知鋰充電電池。所述燃料電池可直接採用習知燃料電池，例如習知直接甲醇燃料電池，而所採用的習知燃料電池除了能夠提供穩定的電壓與電流輸出以外，最好是尚能夠進一步提供目前燃料剩餘量、目前燃料濃度、剩餘電量使用時間、目前電壓輸出值、以及目前電流輸出值等數據，如此，處理器171可接收所述該些數據，以供溫度管理程序1711運用。

選用的電力模組19乃具有提供餘電量資料的能力，以利處理器171能夠計算出電力模組19的所剩的供電時間。再者，控制模組17可設置電流計177與電壓計179，用來分別隨時量測電力模組19所輸出的目前電壓值與目前電流值，如此，處理器171可接收所述目前電壓值與目前電流值，以供溫度管理程序1711運用。電流計177與電壓計179可直接採用習知相關電路手段。

再者，本體11b可設計一個電池容室(圖未顯示)，其可用來放置充電電池及/或燃料電池191。而所述電池容室乃具有一個可開啟與關閉的門蓋(圖未顯示)，用來方便更換另一台新的充電電池及/或燃料電池191。

當行動式冷凍櫃1停留放置於用電條件相當方便的場所時，此時可將行動式冷凍櫃1的電力源切換到替用電力193，以節省充電電池及/或燃料電池191。茲以燃料電池做為充電電池及/或燃料電池191為例說明，當行動式冷凍櫃1停留放置於用電條件相當方便的場所時，此時可將行動式冷凍櫃1的電力源切換到替用電力193，以節省燃料電池的燃料。替用電力193的具體範例例如是市電的電力、車用發電機的電力、或燃油發電機的電力等等。替用電力193的電力可經由替用電力插口19a輸入至行動式冷凍櫃1內部。

請參見第6圖，冷源供應裝置21乃是設置在容室111的周圍，冷源供應裝置例如採行半封閉腔體結構，其中半封閉腔體結構係貼靠於容室111，且具有注入口211以及逸出口213。注入口211是用來注入含鹽類物質的水溶液，而逸出口213是用來讓位於所述腔體內部的水溶液流出。當物品尚未放置在容室111之前，先將水溶液注入至所述腔體內，並且使得壓縮機制冷模組13利用替用電力193的電力，將腔體內的水溶液冷凍結成冰塊，而所述冰塊即為冷源供應裝置21的冷源供應的來源。本發明冷源供應裝置21的冷源供應的時間長短，最好是能夠供應至一個預定時間，例如是4個小時以內，也就是說，容室111單僅依賴於冷源供應裝置21的冷源供應，能夠在所述預定時間之內維持在預定溫度範圍之內。

如此一來，當使用本發明的行動式冷凍櫃1來運送物品時，先使用冷源供應裝置21內的冰塊其供應的冷源，因此，在所述預定時間之內，乃不必用到壓縮機制冷模組13的制冷。萬一在運送中途已超過所述預定時間且尚未抵達到目的地時，此時，處理器171啟動壓縮機制冷模組13進行制冷，以確保物品的保冷品質。

請參見第7圖，處理器171是用來執行溫度管理程序1711，本發明的溫度管理程序1711的首要功能乃是：依據容室111的目前溫度、電力模組19的餘電量，計算出要對容室111降溫到預定溫度範圍之內所需要的電功率，然後使得電力模組19供應對應於該電功率的電量給壓縮機制冷模組17，並且啟動壓縮機制冷模組17，藉此對電力模組1711進行節能管理，有效地利用電力模組19的電力，同時又達到物品的保冷品質，並且又能夠延長電力模組19的電力供應時間，大大降低運送時間長短的不確定性的風險。

溫度管理程序1711進一步當容室111已經降溫到預定溫度範圍之內時，則切斷電力模組19供應對壓縮機制冷模組17的電力。再者，溫度管理程序1711除以依據容室111的所述目前溫度與電力模組19的所述餘電量等參數以外，進一步依據到達目的地的估計時間，來計算所述電功率。也就是說，進一步依據估計時間的大小，溫度管理程序1711進一步計算降溫到預定溫度範圍之內更為低溫程度(例如預定溫度範圍的下限)的所需消耗的電功率，或是，進一步計算降溫到預定溫度範圍之內較為高溫程度(例如接近但不高於預定溫度範圍的上限)的所需消耗的電功率。

溫度管理程序1711進一步包含：溫度履歷程序1711a、溫度圖形化查詢程序1711b、異常處理程序1711c、剩餘電力顯示程序1711d、以及供電品質監測程序1711e，資分別說明如下內文。溫度管理程序1711可採行韌體手段，例如將對應於溫度管理程序1711的程式碼，儲存於處理器171內建的快閃記憶體(圖未顯示)。

溫度履歷程序1711a是用於全程記錄容室111的溫度與記錄時間，並且將每次量測的溫度與量測時間，整理成於溫度履歷資料。處理器171通過溫度履歷程序1711a的執行，藉由溫度感測與傳送模組15獲得溫度訊號，並且利用處理器171內建的計時時鐘，而獲得當記錄溫度訊號的量測時間。處理器171在整個運送物品的全程，皆通過溫度履歷程序1711a的執行，而獲得一份所述溫度履歷資料。所述溫度履歷資料可儲存於處理器171內建的非依電性記憶體。

溫度圖形化查詢程序1711b是用來將所述溫度履歷資料，利用圖形來呈現各個的溫度值與記錄時間，並且將該圖形輸出顯示於顯示面板173。處理器171通過溫度圖形化查詢程序1711b的執行，讀取所述溫度履歷資料，然後利用折線方式的圖形，在顯示面板173顯示用來代表各個溫度值與記錄時間的該折線，例如在顯示面板173顯示在-18℃溫度範圍上下極微幅變化的略呈直線形狀的折線。

異常處理程序1711c是用來處理當容室111的目前溫度逾越出預定溫度範圍。處理器171通過異常處理程序1711c的執行，當溫度感測與傳送模組15所量測的目前溫度其逾越出預定溫度，處理器171例如令喇叭(圖未顯示)發出警報聲響，或者輸出警報畫面於顯示面板173。

剩餘電力顯示程序1711d是用來計算充電電池及/或燃料電池191的電力供應時間長度，並且將所述電力供應時間長度，輸出顯示於顯示面板173。茲以燃料電池做為充電電池及/或燃料電池191為例說明，剩餘電力顯示程序1711d依據燃料電池所提供目前燃料剩餘量、目前燃料濃度、剩餘電量使用時間、目前電壓輸出值、以及目前電流輸出值等數據，如此，處理器171便能夠計算出燃料電池其剩餘的電力供應時間長度。再者，當剩餘的電力供應時間長度小於剩餘預定時間(例如10分鐘)，則剩餘電力顯示程序1711d乃會進一步呼叫(Call)異常處理程序1711c，以提醒警示運送人員注意。

供電品質監測程序1711e是用來監測充電電池及/或燃料電池191輸出的電壓值及/或電流值。當供電品質監測程序1711e監測到電壓值及/或電流值出現不正常的情況時，供電品質監測程序1711e乃會進一步呼叫(Call)異常處理程序1711c，以提醒警示運送人員注意。

在第2、3圖的輸入裝置175的功能是用來對處理器171輸入指令訊號，而輸入裝置175的具體實施範例例如是採行複數個習知按鍵開關，或是習知觸控面板。所述指令訊號的具體範例乃包含：溫度履歷程序1711a的執行指令訊號、溫度圖形化查詢程序1711b的執行指令訊號、剩餘電力顯示程序1711d的執行指令訊號、供電品質監測程序1711e的執行指令訊號等。透過輸入裝置175輸入所述該些指令訊號，運輸人員則能夠在顯示面板173看見對應的訊息畫面，如此便能夠完全掌握與監管行動式冷凍櫃1在運送物品的冷凍鏈品質。

本發明的行動式冷凍櫃1能夠提供被運送物品的保鮮品質，且能夠達成冷凍鏈在運輸物品的全程過程中，對物品的保存溫度嚴格監督與管理上的要求，此即為本發明功效顯著進步所在之處。

故本發明實為一具有新穎性、進步性及可供產業上利用者，應符合專利法專利申請要件無疑，爰依法提出發明專利申請，祈　鈞局早日賜准專利，至感為禱。

惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，舉凡依本發明申請專利範圍及發明說明內容所作之等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。

1．．．行動式冷凍櫃

11．．．隔熱保溫箱體

11a．．．上蓋

11b．．．本體

13．．．壓縮機制冷模組

15．．．溫度感測與傳送模組

13a．．．風扇

17．．．控制模組

19．．．電力模組

19a．．．替用電力插口

21．．．冷源供應裝置

111．．．容室

171．．．處理器

173．．．顯示面板

175．．．輸入裝置

177．．．電流計

179．．．電壓計

191．．．充電電池及/或燃料電池

193．．．替用電力

211．．．注入口

213．．．逸出口

1713．．．RFID溫度訊號接收電路

1711．．．溫度管理程序

1711a．．．溫度履歷程序

1711b．．．溫度圖形化查詢程序

1711c．．．異常處理程序

1711d．．．剩餘電力顯示程序

1711e．．．供電品質監測程序

第1圖顯示本發明用於冷凍鏈的行動式冷凍櫃的立體結構圖。

第2圖顯示本發明用於冷凍鏈的行動式冷凍櫃的方塊圖。

第3圖顯示本發明用於冷凍鏈的行動式冷凍櫃的變化實施例的方塊圖。

第4圖顯示本發明用於冷凍鏈的行動式冷凍櫃的壓縮機制冷模組的方塊圖。

第5圖顯示本發明用於冷凍鏈的行動式冷凍櫃的混合電力模組的方塊圖。

第6圖顯示本發明用於冷凍鏈的行動式冷凍櫃的備用冷凍源模組的立體示意圖。

第7圖用於冷凍鏈的行動式冷凍櫃的溫度管理程序的的方塊圖。

1．．．行動式冷凍櫃

11．．．隔熱保溫箱體

11a．．．上蓋

11b．．．本體

13．．．壓縮機制冷模組

15．．．溫度感測與傳送模組

13a．．．風扇

17．．．控制模組

19．．．電力模組

19a．．．替用電力插口

111．．．容室

173．．．顯示面板

Claims (13)

1. 一種用於冷凍鏈的行動式冷凍櫃，包括：一隔熱保溫箱體，係具有一用來放置一物品的容室，其中該隔熱保溫箱體的材質係至少具有隔熱保溫功能的材質；一壓縮機制冷模組，係設置於該隔熱保溫箱體中；一冷源供應裝置，係設置於該容室的周圍，以及係用於對該容室在一預定時間之內，降低該容室的溫度上升的變化，藉此當該壓縮機制冷模組無運作時，能夠儘量維持該容室的目前溫度；一溫度感測與傳送模組，係用於感測該容室的目前溫度，以及係用於傳送對應於該目前溫度的溫度訊號；一電力模組，係用於對該壓縮機制冷模組、溫度感測與傳送模組、以及一控制模組提供電力；該控制模組，係設置於該隔熱保溫箱體中，以及係至少包含一處理器、一顯示面板、與一溫度管理程序，其中該顯示面板係外露設置於該隔熱保溫箱體，該處理器係電氣性連接於該顯示面板、該壓縮機制冷模組、以及該溫度感測與傳送模組，其中該處理器係用於接收與處理該溫度訊號，以及執行該溫度管理程序，其中該溫度管理程序係依據該容室的目前溫度、該電力模組的餘電量，計算出要對該容室降溫到該預定溫度範圍之內所需要的電功率，然後使得該電力模組供應對應於該電功率的電量給該壓縮機制冷模組，並且啟動該壓縮機制冷模組，藉此能夠對該電力模組進行節能管理，有效地利用該電力模組的電力。
2. 如申請專利範圍第1項所述之用於冷凍鏈的行動式冷凍櫃，其中該冷源供應裝置，係一半封閉腔體結構，其中該半封閉腔體結構係貼靠於該容室，且該半封閉腔體結構，係具有一注入口以及一逸出口。
3. 如申請專利範圍第1項所述之用於冷凍鏈的行動式冷凍櫃，其中該壓縮機制冷模組，係至少包含：一變頻式壓縮機或一非變頻式壓縮機。
4. 如申請專利範圍第1項所述之用於冷凍鏈的行動式冷凍櫃，進一步包括：一風扇，係外露設置於該隔熱保溫箱體，以及係用來排出位於該隔熱保溫箱體內部的熱量。
5. 如申請專利範圍第1項所述之用於冷凍鏈的行動式冷凍櫃，其中該顯示面板，係至少包含：一小型液晶顯示器或一具觸控面板的小型液晶顯示器。
6. 如申請專利範圍第1項所述之用於冷凍鏈的行動式冷凍櫃，其中該控制模組，進一步包括：一輸入裝置，係用於對該處理器輸入一指令訊號，其中該輸入裝置，係複數個按鍵開關、或一觸控面板。
7. 如申請專利範圍第1項所述之用於冷凍鏈的行動式冷凍櫃，其中該物品，係一生鮮食材、一生鮮食品、一冷凍食材、一冷凍食品、一加工食品、一化學原物料、一藥品、一血帶、或一自生物摘除的一活體。
8. 如申請專利範圍第1項所述之用於冷凍鏈的行動式冷凍櫃，其中該溫度管理程序，係當該容室降溫到該預定溫度範圍之內時，則切斷該電力模組供應對該壓縮機制冷模組的該電力。
9. 如申請專利範圍第1項所述之用於冷凍鏈的行動式冷凍櫃，其中該溫度管理程序，係進一步依據到達目的地的估計時間來計算該電功率。
10. 如申請專利範圍第1項所述之用於冷凍鏈的行動式冷凍櫃，其中該電力模組，係包含：一充電電池及/或一燃料電池。
11. 一種用於冷凍鏈的行動式冷凍櫃的溫度管理裝置，包括：一處理器；一溫度管理程序，係被該處理器執行，其中該溫度管理程序係依據一行動式冷凍櫃的目前溫度、配備於該行動式冷凍櫃的一電力模組的餘電量，計算出要對該行動式冷凍櫃降溫到一預定溫度範圍之內所需要的電功率，然後使得該電力模組供應對應於該電功率的電量給配備於該行動式冷凍櫃的一壓縮機制冷模組，並且啟動該壓縮機制冷模組，藉此能夠對該電力模組進行節能管理，有效地利用該電力模組的電力。
12. 如申請專利範圍第11項所述之用於冷凍鏈的行動式冷凍櫃的溫度管理裝置，其中該溫度管理程序，係進一步包含：一溫度履歷程序，係用於全程記錄該該行動式冷凍櫃的溫度與記錄時間，並且將各個的該溫度與該記錄時間整理成於一溫度履歷資料；一溫度圖形化查詢程序，係用於將該溫度履歷資料，利用一圖形來呈現各個的該溫度與該記錄時間，並且將該圖形輸出顯示於配備於該行動式冷凍櫃的一顯示面板；一異常處理程序，係用於處理當該行動式冷凍櫃的目前溫度逾越出該預定溫度範圍；一剩餘電力顯示程序，係用於計算該電力模組的電力供應時間長度，並且將該電力供應時間長度輸出顯示於該顯示面板；一供電品質監測程序，係用於監測該電力模組輸出的電壓值及/或電流值。
13. 如申請專利範圍第11項所述之用於冷凍鏈的行動式冷凍櫃的溫度管理裝置，其中該溫度管理程序，係進一步依據到達目的地的估計時間來計算該電功率。