КОМПЛЕКСНАЯ ТРАНСПОРТНАЯ ХОЛОДИЛЬНАЯ УСТАНОВКА Российский патент 2016 года по МПК F04B35/00 

[0001] В современном мире широкое разнообразие товаров транспортируется грузовиками, трейлерами и прочими контейнерами на колесах. Часто возникает необходимость контролировать окружающую среду внутри таких контейнеров на колесах. Например, часто представляется желательным контролировать температуру и влажность внутри контейнера. Также может оказаться полезным обеспечение циркуляции воздуха внутри контейнера с тем, чтобы организовать обмен воздуха внутри контейнера с воздухом окружающей среды за его пределами или для впуска других газов, таких как озон, углекислый газ или азот, в транспортный контейнер с тем, чтобы поддерживать желательную окружающую среду в пределах контейнера.

[0002] Для удовлетворения этих пожеланий в контейнерах на колесах, как правило, используется транспортная холодильная установка, которая может быть присоединена к контейнеру на колесах. Обычно в состав транспортных холодильных установок входит источник питания, такой как дизельный двигатель. В них также встроен холодильный контур в составе компрессора для циркуляции хладагента через испаритель и конденсатор и одного или нескольких вентиляторов для циркуляции воздуха вовнутрь и внутри контейнера, а также для содействия теплообмену в холодильном контуре. Часто в состав установок входит генератор для получения электроэнергии с целью питания вентиляторов, и в некоторых случаях - батарея, предназначенная для накопления электроэнергии, позволяющая вентиляторам функционировать при неработающем дизельном двигателе.

[0003] Существует потребность в создании транспортной холодильной установки со сниженным потреблением топлива, сниженной стоимостью эксплуатации и уменьшенного размера.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0004] Комплексная транспортная холодильная установка включает двигатель, обеспечивающий питание для движения вала. Вал приводит в действие холодильный компрессор и генератор, которые расположены в кожухе, при этом генератор погружается в хладагент. В примере осуществления изобретения комплексная транспортная холодильная установка также включает вспомогательный генератор, приводимый в движение валом и расположенный за пределами кожуха. В этом осуществлении изобретения вспомогательный генератор вырабатывает ток для подзарядки батареи и для работы вентилятора.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[0005] Предмет, который рассматривается как изобретение, конкретно показан и недвусмысленно заявлен в пунктах патентной формулы, представленной в заключение о спецификации. Вышеизложенные и другие особенности и преимущества изобретения очевидны из следующего подробного описания, взятого в сочетании с сопроводительными чертежами, в которых:

[0006] на Фигуре 1 представлен изометрический чертеж комплексной транспортной

холодильной установки с погружаемым генератором, расположенным между двигателем и компрессором;

[0007] на Фигуре 2 представлен изометрический чертеж комплексной транспортной холодильной установки с компрессором, расположенным между двигателем и погружаемым генератором;

[0008] на Фигуре 3 представлена схематическая блок-схема, показывающая типичную комплексную транспортную холодильную установку с вентилятором переменного тока и высокого напряжения;

[0009] на Фигуре 4 представлена схематическая блок-схема, показывающая типичную комплексную транспортную холодильную установку в сочетании с вентиляторами, работающими на постоянном и переменном токе; и

[0010] на Фигуре 5 представлена схематическая блок-схема, показывающая типичную комплексную транспортную холодильную установку в сочетании с вентиляторами, работающими на постоянном и переменном токе, и с объединенным блоком батарей высокого напряжения.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0011] Если ссылаться на чертежи, то на Фигуре 1 представлен изометрический чертеж комплексной транспортной холодильной установки 100 вместе с погружаемым генератором 110, расположенным между двигателем 120 и компрессором 130. В соответствии с данным осуществлением изобретения двигатель 120 является двигателем внутреннего сгорания, таким как дизельный или бензиновый двигатель, приводящий в движение внешний вал (не показан), к которому непосредственно подсоединены погружаемый генератор 110 и компрессор 130. Приводной вал может располагаться извне или приводиться в движении с помощью магнитного приспособления. Кожух 140 размещает как компрессор 130, так и погружаемый генератор 110, и герметизирует объем хладагента внутри кожуха 140. Через отверстие для подачи хладагента 150 тот впускается в кожух 140 для поглощения и повторного сжатия компрессором 130, после чего через выходное отверстие 160 повторно сжатый хладагент поступает в трубопровод для подачи хладагента под высоким давлением для его расширения в испарителе (не показан).

[0012] В пределах кожуха 140 как компрессор 130, так и генератор 110 погружаются в хладагент, находящийся под низким давлением, который был возвращен в кожух 140 через отверстие для подачи хладагента 150. Будучи погруженными, компрессор 130 и генератор 110 охлаждаются хладагентом. Следует отметить, что кожух 140 герметизируется так, чтобы удерживать хладагент, а генератор 110 сконструирован с использованием магнитного провода или другого провода, пригодного для погружения в охладитель. В примере осуществления изобретения отдельный вал приводится в движение двигателем 120, а постоянные магниты устанавливаются на этом валу. Обмотки располагаются внутри кожуха 140 и вокруг постоянных магнитов. По мере того, как двигатель вращает вал, на обмотках генерируется ток. В другом примере осуществления изобретения асинхронный электрический генератор размещается на приводном валу, где в результате вращения вала индуцируется переменный ток. В обоих случаях компрессор 130 также запускается валом и содержит набор клапанов, работающих по кругу в результате вращения вала. В результате установки генератора внутри кожуха транспортная холодильная установка может быть сделана более компактной, так как более не нужно места для размещения генератора на вспомогательном валу. Кроме того, генератор может быть меньшим по размеру вследствие сниженной потребности в подаче воздуха для охлаждения генератора.

[0013] На Фигуре 2 представлен изометрический чертеж комплексной транспортной холодильной установки 200 с компрессором 230, расположенным между двигателем 220 и погруженным генератором 210. Соответственно генератор 210 располагается за пределами компрессора 230. Как и в случае транспортной холодильной установки, представленной на Фигуре 1, генератор 210 и компрессор 230 непосредственно подсоединен к выходу двигателя 220. Кожух 240 закрывает компрессор 230 и погруженный генератор 210 и герметизирует объем хладагента внутри кожуха 240. Хладагент сохраняется внутри кожуха 240 для поглощения и повторного сжатия компрессором 230, при этом как компрессор 230, так и генератор 210 погружаются в подаваемый под низким давлением хладагент, который был возвращен в кожух 240. Таким образом, компрессор 230 и генератор 210 охлаждаются хладагентом. Также происходит герметизация кожуха 240 для удержания хладагента, а генератор 210 сконструирован под погружение в хладагент. Как и в случае осуществления изобретения, показанного на Фигуре 1, размещение генератора внутри кожуха позволяет увеличить компактность транспортной холодильной установки, так как для размещения генератора на вспомогательном валу места более не требуется. Кроме того, генератор можно сделать относительно меньшим по размеру в результате сниженной потребности в подаче воздуха для охлаждения генератора.

[0014] На Фигуре 3 представлена схематическая блок-схема, показывающая взятую в качестве образца комплексную транспортную холодильную установку 300. В этом осуществлении изобретения двигатель 320 запускает комплексный блок компрессора/генератора 310 с помощью отдельного вала 330. Комплексный блок компрессора/генератора 310 герметизируется в пределах отдельного кожуха (не показан на Фигуре 3), который также служит в качестве резервуара низкого давления для хладагента, возвращающегося в компрессор после того, как хладагент прошел через обычный холодильный контур, а именно: через конденсатор и испаритель для удаления тепла из охлаждаемого пространства. В этом осуществлении изобретения вал 330 также приводит в действие вспомогательный генератор 340 с помощью ременной передачи 350 или других средств для снятия электроэнергии с вала 330. Вспомогательный генератор 340 располагается вне отдельного кожуха, который служит в качестве резервуара низкого давления для хладагента, возвращенного в компрессор. В примере осуществления изобретения вспомогательный генератор 340 является синхронным генератором переменного тока, подсоединенным к выпрямителю (то есть, синхронным генератором переменного тока для генерации постоянного тока) с тем, чтобы генерировать постоянный ток для подзарядки отдельной батареи 360, который также можно напрямую подать на блок управления 370. Блок управления 370 может забирать электрический ток прямо из батареи 360, когда двигатель 320 не работает, или от вспомогательного генератора 340, когда двигатель 320 работает. В состав блока управления 370 входят инвертор (не показан) для преобразования постоянного тока в переменный ток при напряжении, пригодном для работы, по меньшей мере, одного вентилятора 380, который обеспечивает вентиляцию, циркуляцию и теплопередачу для передвижного контейнера.

[0015] Во время работы блок управления 370 может получать от передвижного контейнера указания по поводу необходимости и способа работы вентилятора 380 и/или компрессора 310. Когда желательно, чтобы работал вентилятор 380, блок управления 370 может питаться от батареи 360 до тех пор, пока та остается достаточно подзаряженной. Когда уровень заряда в батарее 360 оказывается недостаточным для запуска вентилятора 380, блок управления 370 может выдать двигателю 320 команду на работу с тем, чтобы обеспечить подачу питания через компрессор/генератор 310 и перезарядить батарею установки 360. Аналогично, когда желательно обеспечить охлаждение передвижного контейнера, блок управления 370 может подать двигателю 320 команду на работу с тем, чтобы обеспечить охлаждение за счет прокачки хладагента через компоненты его холодильного контура. Пока двигатель 320 работает, компрессор/генератор 310 генерируют электроэнергию для вентилятора 380, а синхронный генератор переменного тока 340 генерирует электроэнергию для зарядки батареи 360.

[0016] На Фигуре 4 представлена схематическая блок-схема, показывающая взятую в качестве образца комплексную транспортную холодильную установку 400 в комбинации с вентиляторами, работающими от прямого и переменного тока. В этом осуществлении изобретения двигатель 420 запускает в работу комплексный блок компрессора/генератора 410 с помощью отдельного вала 430. Комплексный блок компрессора/генератора 410 герметизируется в пределах отдельного кожуха (не показан), который также служит в качестве резервуара низкого давления для хладагента, возвратившегося в компрессор после прохождения через обычный холодильный контур, такого как прохождение через конденсатор и испаритель для удаления тепла из охлажденного пространства. В этом осуществлении изобретения вал 430 также приводит в действие вспомогательный генератор 440 с помощью ременной передачи 450 или других средств для снятия электроэнергии с вала 430. В состав вспомогательного генератора 440 может входить синхронный генератор переменного тока, подсоединенный к выпрямителю для получения постоянного тока (то есть, синхронный генератор переменного тока для генерации постоянного тока), с целью зарядки батареи установки 460, и ток также может быть напрямую подан на блок управления 470. Блок управления 470 может снимать электрический ток прямо из батареи 460, когда двигатель 420 не работает, или может получать электроэнергию от вспомогательного генератора 440, когда двигатель 420 работает. В состав блока управления 470 входят инвертор (не показан) для преобразования постоянного тока в переменный ток при напряжении, пригодном для работы вентиляторов конденсатора 480, которые обеспечивают теплопередачу для передвижного контейнера. Блок управления 470 также обеспечивает питание конвертора 490 для обеспечения постоянного тока под напряжением, пригодным для работы вентиляторов испарителя 495, которые обеспечивают теплопередачу для передвижного контейнера.

[0017] Соответственно это осуществление изобретения дает возможность подать питание в разных его формах для запуска разных компонентов. Это может оказаться полезным для таких применений передвижной холодильной установки там, где может оказаться предпочтительной подача питания постоянного тока для запуска компонентов испарителя, тогда как для запуска компонентов конденсатора полезной может оказаться подача питания переменного тока. Переменный ток, генерируемый компрессором/генератором, может оказаться полезным для запуска вентилятора конденсатора, тогда как вспомогательный генератор можно сконфигурировать для подачи питания постоянного тока с целью запуска вентилятора испарителя. Соответственно это осуществление изобретения может быть сконфигурировано таким образом, чтобы исключить любую потребность в применении отдельного устройства выпрямителя, в результате чего экономится пространство для размещения установки, ее вес и стоимость.

[0018] На Фигуре 5 представлена схематическая блок-схема, показывающая взятую в качестве образца комплексную транспортную холодильную установку 500 в комбинации с вентиляторами, работающими от прямого и переменного тока и со встроенным блоком батарей высокого напряжения. В этом осуществлении изобретения двигатель 520 запускает в работу комплексный блок компрессора/генератора 510 с помощью отдельного вала 530. Комплексный блок компрессора/генератора 510 герметизируется в пределах отдельного кожуха (не показан), который также служит в качестве резервуара низкого давления для хладагента, возвращающегося в компрессор после своего протекания через компоненты обычного холодильного контура, такие как конденсатор и испаритель, для удаления тепла из охлаждаемого пространства. В этом осуществлении изобретения вал 530 также запускает в работу вспомогательный генератор 540 с помощью ременной передачи 550 или других средств для снятия электроэнергии с вала 530. Вспомогательный генератор 540 вырабатывает постоянный ток для подзарядки батареи установки 560, и этот ток также может быть напрямую подан на блок управления 570. Кроме того, компрессор/генератор 510 вырабатывает ток высокого напряжения для использования заряжающим устройством блока батарей 512 с целью подзарядки блока батарей высокого напряжения 514. Электроэнергия, хранимая в блоке батарей высокого напряжения 514, после этого может быть использована блоком управления 570.

[0019] Блок управления 570 может снимать ток непосредственно с батареи 560 или с блока батарей высокого напряжения 514, когда двигатель 520 не работает. В примере осуществления изобретения блоком батарей высокого напряжения может быть доступный в продаже блок батарей, который генерирует приблизительно 600 Вольт. Когда двигатель 520 запускает систему, блок управления 570 также может снимать электроэнергию со вспомогательного генератора 540 или с компрессора/генератора 510, который конфигурируется под выработку тока высокого напряжения. Блок управления 570 обеспечивает подачу электроэнергии на преобразователь переменного тока в постоянный 580, вырабатывающий электроэнергию и ток достаточно высокого напряжения для запуска вентиляторов постоянного тока и высокого напряжения 590. Когда двигатель 520 не работает, электроэнергия, снимаемая с блока батарей высокого напряжения 514, может быть использована для запуска компрессора 510.

[0020] Тогда как изобретение подробно описано в связи лишь с ограниченным числом осуществлений изобретения, легко понять, что изобретение не ограничено такими представленными осуществлениями изобретения. Изобретение может быть до некоторой степени модифицировано для включения в него любого количества изменений, исправлений, замен или эквивалентных договоренностей, которые ранее не были описаны, но при этом соизмеримы с сущностью и объемом изобретения. И в дополнение, пока описывались различные осуществления изобретения, должно быть понятно, что аспекты изобретения могут включать лишь некоторые описанные осуществления изобретения. Соответственно изобретение не должно рассматриваться как такое, что ограничено вышеприведенным описанием, а как такое, которое ограничено только объемом прилагаемой формулы изобретения.

Комплексная транспортная холодильная установка включает двигатель, обеспечивающий электроэнергию для запуска вала. Вал запускает в работу холодильный компрессор и генератор, оба из которых находятся внутри кожуха, а генератор погружается в хладагент. В примере осуществления изобретения комплексная транспортная холодильная установка также включает вспомогательный генератор, запускаемый с помощью вала и располагаемый за пределами вышеупомянутого кожуха. В этом осуществлении изобретения вспомогательный генератор вырабатывает ток для подзарядки батареи и работы вентилятора. Изобретение направлено на снижение потребления топлива, снижения стоимости эксплуатации установки и на уменьшение размера установки. 17 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Комплексная транспортная холодильная установка, содержащая двигатель, обеспечивающий электроэнергию для движения вала, компрессор хладагента, запускаемый в работу валом, и встроенный генератор, запускаемый в работу валом, причем как компрессор, так и встроенный генератор располагаются внутри кожуха, отличающаяся тем, что встроенный генератор погружен в хладагент, а установка дополнительно содержит вспомогательный генератор, который располагается за пределами упомянутого кожуха и запускается с помощью ременной передачи, ведомой валом.

2. Комплексная транспортная холодильная установка по п. 1, далее содержащая вспомогательный генератор, запускаемый валом и расположенный за пределами упомянутого кожуха, вспомогательный генератор, вырабатывающий ток для подзарядки батареи и для работы вентилятора.

3. Комплексная транспортная холодильная установка по п. 1, отличающаяся тем, что встроенный генератор располагается между двигателем и компрессором.

4. Комплексная транспортная холодильная установка по п. 1, отличающаяся тем, что компрессор располагается между двигателем и встроенным генератором.

5. Комплексная транспортная холодильная установка по п. 1, отличающаяся тем, что двигатель является двигателем внутреннего сгорания.

6. Комплексная транспортная холодильная установка по п. 1, отличающаяся тем, что компрессор непосредственно подсоединен к валу.

7. Комплексная транспортная холодильная установка по п. 1, отличающаяся тем, что вал приводится в движение магнитным способом.

8. Комплексная транспортная холодильная установка по п. 1, далее содержащая множество постоянных магнитов, закрепленных на валу внутри кожуха, и обмотки, расположенные вокруг постоянных магнитов, с тем, чтобы генерировать электрический ток по мере вращения вала.

9. Комплексная транспортная холодильная установка по п. 1, далее содержащая асинхронный электрический генератор, установленный на приводном валу, отличающаяся тем, что переменный ток индуцируется в результате вращения вала.

10. Комплексная транспортная холодильная установка по п. 1, отличающаяся тем, что вспомогательный генератор вырабатывает ток для подзарядки батареи, отличающаяся тем, что батарея подсоединена к блоку управления, отличающаяся тем, что блок управления сконфигурирован под обеспечение подачи электроэнергии для запуска вентилятора.

11. Комплексная транспортная холодильная установка по п. 10, отличающаяся тем, что блок управления содержит инвертор для преобразования прямого тока в переменный ток при напряжении, пригодном для работы вентилятора.

12. Комплексная транспортная холодильная установка по п. 10, отличающаяся тем, что блок управления сконфигурирован для приема сигнала от передвижного контейнера и для работы вентилятора с помощью упомянутого сигнала.

13. Комплексная транспортная холодильная установка по п. 10, отличающаяся тем, что блок управления сконфигурирован под подачу команд на двигатель для запуска его в работу с тем, чтобы переключить вспомогательный генератор на выработку электроэнергии для подзарядки батареи.

14. Комплексная транспортная холодильная установка по п. 10, отличающаяся тем, что блок управления сконфигурирован под подачу команд на двигатель для запуска его в работу с тем, чтобы переключить компрессор на подачу охлаждения с помощью накачки хладагента через набор компонентов холодильного контура.

15. Комплексная транспортная холодильная установка по п. 1, отличающаяся тем, что встроенный генератор сконфигурирован для выработки электроэнергии, предназначенной для работы вентилятора.

16. Комплексная транспортная холодильная установка по п. 1, далее содержащая один или несколько вентиляторов постоянного тока и один или несколько вентиляторов переменного тока.

17. Комплексная транспортная холодильная установка по п. 10, отличающаяся тем, что блок управления обеспечивает питание для преобразователя электроэнергии, и отличающаяся тем, что преобразователь электроэнергии обеспечивает постоянный ток при напряжении, пригодном для работы вентилятора испарителя.

18. Комплексная транспортная холодильная установка по п. 1, отличающаяся тем, что встроенный генератор сконфигурирован для выработки тока высокого напряжения, пригодного для зарядки блока батарей высокого напряжения.