УСТРОЙСТВО ДЛЯ ХРАНЕНИЯ И ТРАНСПОРТИРОВАНИЯ СВЕЖИХ ИЛИ ЗАМОРОЖЕННЫХ ПРОДУКТОВ, В ЧАСТНОСТИ ДЛЯ ТЕРМОИЗОЛИРОВАННЫХ КОНТЕЙНЕРОВ ИЛИ ПОДОБНОГО Российский патент 2018 года по МПК F25D3/00 

Данное изобретение относится к устройству для хранения и транспортирования свежих или замороженных продуктов, в частности для термоизолированных контейнеров или подобного.

Транспортирование в контейнерах скоропортящихся продуктов, в частности пищевых продуктов, требует поддержания температур в соответствии с правилами ATP и, в частности в соответствии с Классом А, для продуктов с обозначением «свежие», температур, которые, в зависимости от типа и режима транспортирования или распределения, находятся в диапазоне от 0°C до +4°C или от 0°C до +7°C, и, в соответствии с Классом С, температур ниже -18°C, для продуктов с обозначением «замороженные».

Контейнеры скоропортящихся продуктов являются обычно средствами, которые требуют обеспечения высоких стандартов хранения продуктов, которые в них содержатся, обеспечения автономного термического хранения без промежуточной перезарядки в течение периодов времени до 30 дней.

В частности контейнеры могут быть разделены на две основные категории, на основе соотношения внутренней длины/ внутренней высоты контейнера, и различают контейнеры, в которых это соотношение является большим чем 1,5, или меньшим чем 1,5.

Контейнеры с соотношением внутренней длины/ внутренней высоты, большим чем 1,5, могут быть использованы для хранения и транспортирования скоропортящихся продуктов:

- вплоть до 5-7 дней, главным образом, для коротких морских, смешанных, и прибрежных перевозок (далее «короткие морские перевозки»);

- вплоть до 12-15 дней для смешанных перевозок, речных перевозок, и малых и средних прибрежных перевозок (далее «средние морские перевозки»);

- вплоть до 30 дней для дальних морских перевозок (далее «дальние морские перевозки»).

Контейнеры с соотношением внутренней длины/ внутренней высоты контейнера вплоть до 1,5 вместо этого используются для хранения и перевозки скоропортящихся продуктов на короткие и средние расстояния, и, в частности для прибрежных, береговых, смешанных и автомобильных перевозок, а также в «коротких морских перевозках».

В общепринятых контейнерах для скоропортящихся продуктов, поддержание управляемого температурного режима обеспечивают либо посредством применения систем аккумулирования тепла, либо посредством использования электромеханических холодильных установок, которые имеют электрическое питание или питание от дизель-генераторов.

Однако обе вышеупомянутые технологии не лишены недостатков.

Предшествующий уровень техники, который использует системы аккумулирования тепла, имеет несколько нерешенных технических проблем, которые описаны ниже.

а) Системы аккумулирования тепла содержат коробчатые модули, содержащие аккумулирующую тепло жидкость, которая подвергается объемному расширению вследствие фазового перехода жидкости. В коробчатых модулях существуют объемы, которые не заполнены жидкостью, которые содержат вакуум и используются в качестве расширительной камеры. Если контейнер не выровнен идеально, то тогда истечение на одном конце аккумулирующей тепло жидкости приведет к полному заполнению части модуля, где расширение без возможности распространения, во время заморозки жидкости, вызовет разрушительные уровни давления. Кроме того, наличие на одном конце трубных соединений с ограниченной поверхностью теплообмена приводит к образованию значительных скоплений жидкости, которые впоследствии замерзают с дополнительным локальным образованием разрушительных уровней давления, и поломке через короткое время коробчатых модулей.

b) Ограниченные производительности по теплообмену общепринятых систем аккумулирования тепла влекут за собой необходимость покрытия, для получения необходимых поверхностей теплообмена, большинства стен вышеупомянутыми коробчатыми модулями, с последующим ростом затрат и собственного веса контейнера. Покрытие пола имеет особенно критическую важность, поскольку он подвергается основным нагрузкам. Кроме того, ограниченные производительности по теплообмену должны быть скомпенсированы более мощными системами питания, с последующим увеличением потерь заряда и, таким образом, увеличением энергопотребления.

c) Расположение коробчатых модулей общепринятых систем аккумулирования тепла является термически разрывным, в частности в верхних углах контейнера, которые подвергаются воздействию солнечного излучения, и где расположены основные тепловые мостики. Это приводит к значительным тепловым потокам с последующими тепловыми нагрузками, которые должны быть поглощены внутренней частью системы аккумулирования тепла.

d) Тепловая нагрузка внутри контейнера является не однородной, а сконцентрирована на крыше вследствие воздействия солнечного излучения, тепловых потоков, происходящих вследствие недостатка тепловой непрерывности, и метаболического тепла фруктовых и овощных продуктов, хранящихся внутри контейнера. Такая неоднородность приводит к уменьшению автономности, увеличению собственного веса и транспортных расходов.

e) Коробчатые модули в общепринятых системах аккумулирования тепла прикреплены к потолку контейнера полиуретановыми панелями, которые, под действием веса модулей аккумулирования тепла, вибраций, и случаев ускорения, происходящих во время перевозки и обработки контейнера, как правило, отсоединяются, что делает контейнер непригодным к использованию.

f) Коробчатые модули, выполненные из алюминия, не допускают использования солевых растворов в качестве аккумулирующей тепло жидкости, поскольку они не совместимы с алюминием и, во всяком случае, они нестабильны во времени.

g) В настоящее время невозможно использовать общепринятые системы аккумулирования тепла в контейнерах для скоропортящихся продуктов, относящихся к Классу С, а они используются только для продуктов Класса А, где тепловые нагрузки значительно ниже.

h) Существенной характеристикой всех транспортных средств, в частности для средних и дальних перевозок, где загружают много поддонов посредством механического средства, является сложность проведения санитарной обработки и введение значительных бактериальных нагрузок во время загрузки, с последующим их экспоненциальным ростом, а также образованием серой гнили (Botrytis) и других видов мучнистой росы, а также сложность генерации и поддержания модифицированной газовой среды, которая минимизирует метаболизм продуктов после загрузки в контейнер.

Общепринятая технология на основе холодильных установок зависит от непрерывного электрического или дизель-электрического источника питания с использованием электропитания от сети в портах, на борту судна, и агрегированных дизель-генераторов на грузовых автомобилях на этапах перевозки автомобильным транспортом, и она имеет недостатки, описанные ниже.

a) Холодильную установку обычно устанавливают на одном конце контейнера, который может быть свыше 13 м в длину с внутренней поперечным сечением, равным 4,8 м², полностью заполненным продуктами, причем доступные поперечные сечения для обеспечения циркуляции воздуха очень малы, и необходимы высокие скорости циркуляции воздуха, большие чем 12 м/с. Взаимодействие между высокой скоростью циркуляции воздуха и малыми доступными поперечными сечениями имеет следующие недостатки:

- высокие потери заряда с соответствующими высокими уровнями поглощения энергии;

- увеличение коэффициента порчи сохраняемых продуктов, и увеличение обезвоживания, даже при высокой относительной влажности и оптимальной температуре;

- образование льда и необходимость частого размораживания;

- высокая скорость воздуха, контактирующего со стенами, потолком и верхними углами, обеспечивает увеличение теплового потока между окружающей средой и внутренней частью контейнера, в частности у тепловых мостиков, дверей, и т.д.;

b) Холодильные установки нуждаются в значительных расходах на обслуживание, в частности, поскольку операции по обслуживанию могут быть выполнены только техническими специалистами в специализированных центрах обслуживания.

c) Холодильные установки не приспособлены для использования на железнодорожном транспорте, на судах без сетевых розеток, в частности для речных перевозок и ближних и средних прибрежных перевозок, на грузовых автомобилях без дизель-генераторов, для послеуборочного охлаждения, и во всех случаях, когда энергия не доступна постоянно.

d) Холодильные установки не обеспечивают возможность соответствия правилам для оптимального хранения свежих продуктов, т.е. не обеспечивают отсутствие вентилирования, влажность более 95% и постоянные оптимальные значения температуры.

e) Холодопроизводительность ограничена только сохранением продуктов, и не обеспечивает возможность выполнения послеуборочного охлаждения продуктов.

f) Использование общепринятых холодильных установок не допускается для снабжения продуктами морских нефтедобывающих платформ и для доставки по очень длинным туннелям, где требуются искробезопасные электрические установки и, следовательно, необходимо применение сложных процедур, которые требуют выключения при сближении, рядом с платформами или туннелями, с последующим прерыванием охлаждения и увеличением стоимости перевозки.

Цель данного изобретения состоит в обеспечении устройства для хранения и транспортирования свежих или замороженных продуктов, в частности для термоизолированных контейнеров или подобного, которое решает вышеупомянутые технические проблемы, устраняет недостатки и преодолевает ограничения предшествующего уровня техники.

В пределах этой цели, задачей данного изобретения является обеспечение устройства для хранения и транспортирования свежих или замороженных продуктов, которое способно поддерживать температуру в течение периода тепловой автономности без потребления энергии после тепловой подзарядки и, таким образом, обеспечение возможности перемещения без электрического соединения или без какого-либо источника питания.

Другая задача данного изобретения состоит в поддержании общего энергопотребления на значительно меньшем уровне, чем в решениях предшествующего уровня техники.

Другая задача данного изобретения состоит в обеспечении поддержания оптимальных условий для хранения свежих пищевых продуктов, которые состоят из:

- постоянной температуры со средней часовой флуктуацией, меньшей, чем 0,1°C;

- относительной влажности, большей чем 95%;

- отсутствия вентилирования.

Эта цель, а также эти и другие задачи, которые станут более понятными далее, достигнуты посредством устройства для хранения и транспортирования свежих или замороженных продуктов, в частности для термоизолированных контейнеров или подобного, содержащего по меньшей мере один тепловой аккумулятор, связанный с соответствующей внутренней стенкой контейнера, и содержащий множество продольно продолжающихся модулей аккумулирования тепла, причем каждый из упомянутых модулей содержит оболочку, которая разделяет полость, выполненную с возможностью содержания аккумулирующей тепло жидкости, причем упомянутая полость вмещает теплообменник, к которому может быть подведена теплопередающая текучая среда, как определено в пункте 1 формулы изобретения.

Дополнительные характеристики и преимущества данного изобретения будут лучше поняты из подробного описания предпочтительного, но не единственного, варианта осуществления устройства для хранения и транспортирования свежих или замороженных продуктов, в частности для термоизолированных контейнеров или подобного, которое показано посредством неограничивающего примера с помощью сопутствующих чертежей, в которых:

Фиг. 1 является схематичным видом в вертикальном разрезе варианта осуществления устройства для хранения и транспортирования свежих или замороженных продуктов, согласно данному изобретению, установленного в контейнере, в котором показаны тепловые потоки;

Фиг. 2 является видом в вертикальном разрезе устройства фиг. 1, выполненным через центральный участок контейнера;

Фиг. 3 является видом в вертикальном разрезе устройства фиг. 1, выполненным через концевой участок контейнера;

Фиг. 4 является увеличением участка устройства фиг. 1, выполненным у верхнего угла контейнера;

Фиг. 5 является увеличением участка устройства фиг. 4;

Фиг. 6 является видом сверху первого варианта устройства на фиг. 1, установленного в контейнере;

Фиг. 7 является видом сверху второго варианта устройства на фиг. 1, установленного в контейнере;

Фиг. 8 является видом сверху третьего варианта устройства на фиг. 1, установленного в контейнере;

Фиг. 9 является видом в разрезе первого типа модуля аккумулирования тепла устройства на фиг. 1;

Фиг. 10 является видом в разрезе второго типа модуля аккумулирования тепла устройства на фиг. 1;

Фиг. 11 является схематичным видом в вертикальном разрезе четвертого варианта устройства на фиг. 1, согласно данному изобретению, установленного в контейнере, в котором имеется подвижная защита от капания и от излучения.

Со ссылкой на фигуры, устройство для хранения и транспортирования свежих или замороженных продуктов, в частности для термоизолированных контейнеров или подобного, в общем, обозначенное ссылочной позицией 1, содержит по меньшей мере один тепловой аккумулятор 30, 32, 34, 36, связанный с соответствующей внутренней стенкой 50, 52, 54 контейнера 7. Каждый тепловой аккумулятор 30, 32, 34, 36 содержит множество продольно продолжающихся модулей 90, 92, 94 аккумулирования тепла, каждый из которых содержит оболочку 11, которая разделяет полость 21, которая выполнена с возможностью содержания аккумулирующей тепло жидкости. Полость 21 вмещает теплообменник 19, к которому может быть подведена теплопередающая текучая среда.

Согласно данному изобретению, модули 90, 92, 94 аккумулирования тепла взаимно соединены механически и термически. Оболочка 11, кроме того, имеет первую стенку 13, которая обращена к внутренней поверхности 50, 52, 54 контейнера 7 и имеет, по существу, плоскую поверхность, и вторую стенку 15, которая является противолежащей по отношению к первой стенке 13, направлена к внутреннему отделению 17 контейнера 7, и имеет по меньшей мере частично оребренную поверхность.

Предпочтительно, как показано, в частности на фигурах 9 и 10, теплообменник 19 содержит два трубопровода 190, 192, которые оребрены внутри и снаружи, продолжаются продольно в пределах оболочки 11 и соединены, вблизи заднего конца 110 оболочки 11, посредством изогнутого соединителя 194. Передний конец 112 оболочки 11, предпочтительно, содержит гидравлические соединители с вышеупомянутыми двумя трубопроводами 190, 192.

Кроме того, оболочка 11 может содержать, на заднем конце 110, отверстие с выпускным клапаном 114, для выпуска кислорода, который выделяется аккумулирующей тепло жидкостью. На переднем конце 112, может быть отверстие с ввертной пробкой 116, для заливки аккумулирующей тепло жидкости.

Каждый тепловой аккумулятор 30, 32, 34, 36, предпочтительно, покрывает, по существу, всю поверхность внутренней стенки 50, 52, 54 контейнера 7, с которой он связан, создавая, таким образом, распределенный тепловой фильтр на внутренней стенке 50, 52, 54. Это обеспечивает возможность ограничения поглощения тепла внутри только теплом, рассеиваемым продуктами, и потоком, исходящим от поверхностей, где вышеупомянутый тепловой фильтр не установлен.

В частности, как показано на фиг. 1-3, устройство 1 содержит тепловой аккумулятор 30, который связан с потолком 50 внутреннего отделения 17 контейнера 7, и два тепловых аккумулятора 32, которые связаны, соответственно, с боковыми стенками 52 внутреннего отделения 17. Установленный на потолке тепловой аккумулятор 30 опирается на два установленных на стенках тепловых аккумулятора 32 и соединен механически и термически с каждым из двух установленных на стенках тепловых аккумуляторов 32 посредством введения пластин 25, которые приварены к установленному на потолке тепловому аккумулятору 30 и, соответственно, к каждому из двух установленных на стенках тепловых аккумуляторов 32. Устройство 1, таким образом, образует монолитную конструкцию, которая конструктивно взаимодействует с конструкцией контейнера 7, в соответствии с правилами, установленными для условий морских, железнодорожных и автомобильных перевозок, а также для перемещения в портах и конечных железнодорожных станциях. Кроме того, тепловое соединение между установленным на потолке тепловым аккумулятором 30 и установленными на стенках тепловыми аккумуляторами 32, посредством приварки пластин 25, создает непрерывный тепловой фильтр, который распределен на потолке 50 и боковых стенках 52, и который поглощает тепло, входящее из стенок и из крыши контейнера 7, а также из угловых кромок, которые образуют основной источник теплового потока.

Кроме того, как показано в устройстве 1, показанном на фиг. 1-3, каждый тепловой аккумулятор 30, 32 связан с соответствующей внутренней стенкой 50, 52 таким образом, что продольное направление продолжения модулей 90, 92 аккумулирования тепла каждого теплового аккумулятора 30, 32 является горизонтальным.

Устройство 1, показанное на фиг. 1-3, в частности выполнено с возможностью установки в контейнеры 7 для средних и дальних морских перевозок.

Модули 90, 92 аккумулирования тепла являются, кроме того, предпочтительно, изолированными друг от друга таким образом, что повреждение одного модуля приводит к утечке аккумулирующей тепло жидкости только из этого модуля.

Предпочтительно, модули 90, 92 приварены друг к другу для образования монолитной конструкции, которая является конструктивно прочной и способной выдерживать свой собственный вес и случаи ускорения вследствие перевозки и перемещения. Модули 90, 92 также приварены друг к другу для образования термически монолитной конструкции, где температуры отдельных модулей являются взаимно однородными. В частности, как показано на фиг. 4, оболочка 11 каждого модуля 90, 92 имеет боковые стенки 120, которые образуют такой контур, что каждая оболочка 11 механически сцепляется с соседними модулями.

В вариантах устройства 1, показанных на фиг. 6, 7 и 8, тепловые аккумуляторы 34, 36 связаны с соответствующей внутренней стенкой 50, 52 таким образом, что продольное направление продолжения модулей 94 аккумулирования тепла является, по существу, вертикальным. Такие варианты, в частности приспособлены для контейнеров 7, которые используются в прибрежных, береговых, смешанных и автомобильных перевозках, а также в коротких морских перевозках.

В частности, в варианте устройства 1, показанном на фиг. 6, имеется единственный тепловой аккумулятор 34, связанный с задней стенкой 54 контейнера 7. В варианте устройства 1, показанном на фиг. 7, имеется тепловой аккумулятор 34, связанный с задней стенкой 54, и имеются два тепловых аккумулятора 36, которые связаны с боковыми стенками 52. В варианте устройства 1, показанном на фиг. 8, имеются только два тепловых аккумулятора 36, которые связаны с боковыми стенками 5. В таких вариантах нет установленного на потолке теплового аккумулятора.

Предпочтительно, устройство 1 может также содержать только один тепловой аккумулятор 30, который связан с потолком 50 контейнера 7.

Предпочтительно, как показано, в частности на фиг. 9 и 10, оболочка 11 содержит заполняющий материал 27, который выполнен с возможностью поглощения расширения аккумулирующей тепло жидкости при фазовом переходе от жидкости к твердому веществу.

Предпочтительно, изогнутый соединитель 194 заделан в такой заполняющий материал 27.

Такой заполняющий материал 27 является, предпочтительно, материалом типа закрытопористого вспененного полиэтилена, и имеет общий объем, приблизительно, 10% от объема аккумулирующей тепло жидкости, расширение которой подлежит поглощению. В частности в модулях 90, 92, которые расположены горизонтально, заполняющий материал 27 распределен у верхней стенки 13 каждой оболочки 11 и у заднего конца 110 напротив переднего конца 112, где выполняют впрыск теплопередающей текучей среды, где толщина должна быть равна внешнему радиусу, увеличенному на 10%, кривой, которая определяет изогнутый соединитель 194, для соединения двух трубопроводов 190, 192 теплообменника 19. Наличие вышеупомянутого заполняющего материала 27 предотвращает образование у заднего конца 110 скоплений аккумулирующей тепло жидкости в жидкой фазе, последующее замораживание которых, задержанное ограниченной поверхностью теплообмена этой кривой как таковой и нагревом, вызванным контактом с внутренней средой контейнера 7, вызывает разрушительные уровни давления, вследствие уплотняющего действия остальной, полностью замороженной жидкости, которая не оставляет путей выхода для жидкости, содержащейся в заднем конце 110.

Аккумулирующая тепло жидкость имеет, предпочтительно, объем, составляющий, по существу, 100% свободного объема внутри оболочки 11, за вычетом заполняющего материала 27. Это обеспечивает возможность обеспечения того, что во время тепловой подзарядки увеличение в объеме аккумулирующей тепло жидкости, вызванное фазовым переходом, однородно распределится вдоль всех модулей 90, 92, 94 аккумулирования тепла, и что, таким образом, аккумулирующая тепло жидкость не сможет переместиться, преимущественно, к одному или другому концу, предотвращая, таким образом, расширение во время замораживания, с последующими разрушительными уровнями давления.

В тепловых аккумуляторах 34, 36, модули 94 которых расположены вертикально, где наличие заполняющего материала 27 не предусмотрено, аккумулирующая тепло жидкость, предпочтительно, занимает объем, составляющий 85-92% свободного внутреннего объема оболочки 11.

Кроме того, слой отражающего материала 40 может быть введен между первой стенкой 13, направленной к внутренней стенке 50, 52, 54 контейнера 7, и собственно внутренней стенкой 50, 52, 54. Такой слой отражающего материала 40 может быть выполнен из материала типа каптон или эквивалентного материала. Фактически, плоская и отражающая поверхность минимизирует поглощение тепла извне. Предпочтительно, как показано на фиг. 4 и 5, первый слой термоизолирующего материала 41, слой отражающего материала 40, и второй слой термоизолирующего материала 42 введены, соответственно, между первой стенкой 13, направленной к внутренней стенке 50, 52, 54 контейнера 7, и собственно внутренней стенкой 50, 52, 54. Слой термоизолирующего материала 41, 42 может быть выполнен из эластичного вспененного материала.

Каждый из модулей 90, 92, 94 теплового аккумулятора 30, 32, 34, 36, предпочтительно, присоединен параллельно к другим модулям 90, 92, 94 этого же теплового аккумулятора 30, 32, 34, 36, посредством подающего коллектора 60, который имеет необходимый внутренний размер для предварительного выравнивания скорости потока теплопередающей текучей среды в каждом из теплообменников 19, и посредством возвратного коллектора 62, который имеет необходимый внутренний размер для последующего выравнивания скорости потока теплопередающей текучей среды в каждом из теплообменников 19.

Подающий коллектор 60 и возвратный коллектор 62, предпочтительно, разделены на три подмодуля, где доступное поперечное сечение для прохода теплопередающей текучей среды являются таким, что питание всех теплообменников 19 выполняется при постоянном давлении. В частности три подмодуля подающего коллектора 60 могут иметь доступное поперечное сечение, которое постепенно уменьшается, в противоположность трем подмодулям возвратного коллектора 62, доступное поперечное сечение которого может постепенно увеличиваться. Для предотвращения предпочтительного потока к последнему модулю, на концах подающего коллектора 60 может быть обеспечен тупиковый патрубок с длиной, большей или равной расстоянию между центрами теплообменников 19.

Направления входа и выхода теплопередающей текучей среды, соответственно, из подающего коллектора 60 и из возвратного коллектора 62, пересекаются, для получения однородных потерь заряда.

Цель обеспечения обмена с перекрестным потоком между втекающей теплопередающей текучей средой (газ) в жидкой фазе, и вытекающей теплопередающей текучей средой (газ) в газовой фазе состоит в:

- переохлаждении газа в жидкой фазе, который будет впрыскиваться в «теплообменники»;

- обеспечении полного испарения вытекающего газа, предотвращая, таким образом, возврат жидкости в компрессор, и последующее его серьезное повреждение;

- увеличении эффективности компрессора, благодаря увеличению температуры возвратного газа;

- обеспечении возможности уменьшения тепловой изоляции трубопровода, переносящего вытекающий газ, что обеспечивает преимущество, состоящее в уменьшении его жесткости, размера и веса;

- предотвращении образования льда на быстро устанавливаемых соединениях, таким образом, предотвращая проблемы при разъединении;

- предотвращении рассеяний тепла вследствие возврата холодного газа.

Предпочтительно, может быть также обеспечен по меньшей мере один трубопровод 300, показанный, для простоты, только на фиг. 2, для санитарной обработки, который продолжается внутри контейнера 7.

Каждый тепловой аккумулятор 30, 32, 34, 36 может содержать клапан для изменения потока теплопередающей текучей среды, для поддержания похожих температур в нескольких разных тепловых аккумуляторах 30, 32, 34, 36, которые содержатся в единственном устройстве 1, для обеспечения, например, разной способности аккумулирования тепла в установленных на потолке тепловых аккумуляторах 30 или установленных на стенках тепловых аккумуляторах 32, как объяснено ниже.

Каждый тепловой аккумулятор 30, 32, 34, 36 может содержать быстро устанавливаемые соединители для присоединения устройств тепловой подзарядки.

В частности в устройстве 1, это может быть быстро устанавливаемое входное соединение для подачи теплопередающей текучей среды, которая распределяется по нескольким тепловым аккумуляторам 30, 32, 34, 36, посредством диффузора, расположенного на задней стенке, три выходные поперечные сечения которого снабжены электромагнитными клапанами включения/ выключения и имеют такие размеры и расположение, что они обеспечивают предварительное выравнивание контуров в зависимости от количества тепла, подлежащего поглощению для получения полного и одновременного замораживания аккумулирующей тепло жидкости в нескольких разных тепловых аккумуляторах 30, 32, 34, 36, независимо от какой-либо разницы в способности аккумулирования. Кроме того, может быть обеспечено быстро устанавливаемое соединение, соединенное с коллектором, который расположен на задней стенке, для слива из нескольких тепловых аккумуляторов 30, 32, 34, 36, поперечные сечения которых имеют такие размеры и расположение, что они обеспечивают последующее выравнивание контуров в зависимости от количества тепла, подлежащего поглощению для получения полного и одновременного замораживания аккумулирующей тепло жидкости.

Наконец, может быть также обеспечена хорошо изолированная панель, расположенная на задней стенке, для механической защиты системы для распределения и возврата теплопередающей текучей среды и для тепловой защиты заряда, для предотвращения повреждения продуктов вследствие низких температур трубопроводов во время подзарядки, при хранении свежих продуктов.

Соотношение поверхности теплообмена/ полной поверхности по меньшей мере частично оребренной поверхности второй стенки 15 каждого теплового аккумулятора 30, 32, 34, 36 может находиться в диапазоне от 3:1 до 6:1, в зависимости от необходимой тепловой нагрузки, т.е. от размера контейнера 7 и от условий перевозки.

В частности тепловое выравнивание является существенным и его целью является:

а) обеспечение тепловой подзарядки параллельно с обеспечением однородных температур, независимо от разных количеств теплоты, подлежащих поглощению, для поддержания постоянных температур в нескольких разных тепловых аккумуляторах 30, 32, 34, 36, которые образуют устройство 1, чтобы не иметь локального переохлаждения, которое может повредить свежие продукты;

b) обеспечение одинаковой тепловой автономности для компонентов, которые подвергаются тепловым нагрузкам, которые сильно отличаются вследствие расположения тепловых аккумуляторов 30, 32, 34, 36, причем тепловая нагрузка установленного на потолке теплового аккумулятора 30 вызвана солнечным излучением на крыше и боковых угловых кромках контейнера 7, а также вызвана прямым поглощением тепла, исходящего от пищевых продуктов.

С соответствии с вышеупомянутым, в версиях контейнера 7 для средних морских перевозок и дальних морских перевозок, устройство 1 может содержать:

- установленный на потолке тепловой аккумулятор 30, модули 90 аккумулирования тепла которого имеют эффективную ширину, приблизительно, 170 мм, поверхность обмена которого образована ребрами с высотой, приблизительно, 10 мм, и шагом, приблизительно, 5 мм, с соотношением поверхности теплообмена/общей поверхности, приблизительно, 5:1;

- два установленных на стенках тепловых аккумулятора 32, модули 92 которых имеют эффективную ширину, приблизительно, 96 мм, и поверхность обмена которых образована ребрами с высотой, приблизительно, 5 мм, и шагом, приблизительно, 5 мм, с соотношением поверхности теплообмена/общей поверхности, приблизительно, 3:1;

В версии контейнера 7 для коротких морских перевозок, устройство 1 может содержать только два установленных на стенках тепловых аккумулятора 32, модули которых имеют эффективную ширину, приблизительно, 89 мм, и поверхность обмена которых образована ребрами с высотой, приблизительно, 12 мм, и шагом, приблизительно, 5 мм, с соотношением поверхности теплообмена/общей поверхности, приблизительно, 6:1.

Предпочтительно, установленный на потолке тепловой аккумулятор 30 и установленный на стенке тепловой аккумулятор 32 могут содержать некоторое количество модулей 90, 92, которое может изменяться от 10 до 12.

В зависимости от класса, А или С, к которому относится контейнер 7, аккумулирующая тепло жидкость может быть выбрана из следующей группы:

- перекись водорода при концентрациях в диапазоне от 1,5% до 5%;

- перекись водорода при концентрациях в диапазоне от 25% до 35%;

- н-декан.

В частности в устройствах 1, устанавливаемых в контейнерах 7 Класса А, предпочтительно использовать перекись водорода при концентрациях в диапазоне от 1,5% до 3% для установленных на потолке тепловых аккумуляторах 30 и при концентрациях в диапазоне от 2% до 4% для установленных на стенках аккумуляторах 32. Изменение процентного содержания кислорода в перекиси водорода обеспечивает возможность изменения температуры его фазового перехода твердое вещество/жидкость.

Для контейнеров 7 Класса С, предпочтительно использовать перекись водорода при концентрациях в диапазоне от 25% до 35%, которая имеет температуру фазового перехода в диапазоне от -25°C до -32°C, или использовать н-декан, который имеет температуру фазового перехода, по существу, равную -29,5°C.

Устройство 1 может дополнительно содержать систему для компенсации внешних температур, которые не совместимы со свежими продуктами.

Если внешняя температура ниже, чем температура, заданная в соответствии с правилами, применимыми для свежих продуктов, и в частности в соответствии с Классом А Соглашения ATP, то тогда устройство тепловой подзарядки может быть также использовано для нагревания аккумулирующей тепло жидкости до температур вплоть до 5°C, что обеспечит, с использованием аккумулированного физического тепла, поддержание необходимой температуры внутри контейнера 7.

Устройство 1 может дополнительно содержать внутреннюю систему санитарной обработки.

Загрузка поддонов может быть выполнена при любых условиях, включая сельские районы и т.д.; кроме того, загрузку выполняют посредством механического средства, которое вводит значительные бактериальные нагрузки, которые, при наличии высокой влажности, могут дополнительно увеличиваться. Внутренняя система санитарной обработки содержит систему для выработки и распыления O₃, который вдувают посредством быстро устанавливаемого соединения, расположенного рядом с быстро устанавливаемыми соединениями для теплопередающей текучей среды, и распыляют посредством трех приспособленных трубопроводов, которые, предпочтительно, расположены под установленным на потолке тепловым аккумулятором. Санитарная обработка начинается во время начала загрузки порожнего контейнера и происходит в течение всей загрузки, для предупредительного уменьшения любой и всей остаточной бактериальной нагрузки и, после введения продуктов, ее повторяют во время операции «охлаждения» («pull down») для доведения продуктов до оптимальной температуры для перевозки.

Устройство 1 может дополнительно содержать систему для модификации внутренней газовой среды, при применении которой воздухообмен не требуется, и метаболизм сохраняемых продуктов и соответствующая эмиссия этилена значительно уменьшается, что приводит к образованию естественной модифицированной газовой среды, которая способствует оптимальному сохранению продуктов. Система вдувания обеспечивает возможность с самого начала сформировать такую модифицированную газовую среду, дополнительно улучшая качество сохранения продуктов. Вдувание происходит во время операции «охлаждения» продуктов, и проводится посредством устройства тепловой подзарядки, посредством быстро устанавливаемого соединения, которое расположено рядом с быстро устанавливаемыми соединениями теплопередающей текучей среды, и, предпочтительно, распределение обеспечивается посредством трех трубопроводов, которые расположены под установленным на потолке тепловым аккумулятором.

Фиг. 11 показывает дополнительный вариант устройства 1. Согласно такому варианту, устройство 1 содержит защиту 200 от капания и от излучения. Такая защита 200, предпочтительно, содержит два свертываемых навеса 201, которые, предпочтительно, могут быть размещены в приспособленном пространстве, определенном в изоляции задней стенки 54. Свертываемые навесы 201 предпочтительно выполнены из пористого материала, который имеет микроперфорацию, которая выполнена с возможностью обеспечения прохода воздуха, но не допускает прохода воды.

Предпочтительно, защита 200 содержит три продольные направляющие 202, 203, 204, которые поддерживают навесы 201 с возможностью скольжения. Центральная направляющая 203 расположена у установленного на потолке теплового аккумулятора 30, в то время как две боковые направляющие 202 и 203 расположены у установленных на стенках тепловых аккумуляторов 32. Предпочтительно, центральная направляющая 203 расположена выше, чем две боковые направляющие 202 и 203, так чтобы навесы 201 были наклонены относительно горизонтальной плоскости контейнера 7. Такой наклон обеспечивает конденсированной воде возможность спуска к боковым тепловым аккумуляторам 32, без увлажнения продуктов, которые находятся в отделении 17. Предпочтительно, каждый навес 201 выполнен с возможностью свертывания, посредством системы с пружинным приводом, на вращающийся цилиндр, который расположен в углублении, определенном в изоляции задней стенки 54 контейнера 7.

Таким образом, защита 200 имеет функцию защиты от капания конденсата, который образуется на потолке, что является особенно полезным для продуктов, которые чувствительны к воде.

Защита 200, кроме того, имеет функцию защиты от излучения для продуктов, которым необходимы температуры хранения, которые выше, чем температуры, которые могут поддерживаться с использованием теплообмена посредством естественной конвекции и прямого излучения с установленным на потолке тепловым аккумулятором 30. Введение теплового барьера обеспечивает возможность использования метаболического тепла фруктовых и овощных продуктов для увеличения температуры окружающей среды до уровней, необходимых для продуктов, которые могут испортиться от холода.

В частности наличие вышеупомянутой защиты 200 обеспечивает возможность перевозки также тропических продуктов, таких как бананы, папайя, и манго.

На практике было обнаружено, что устройство для хранения и транспортирования свежих или замороженных продуктов, в частности для термоизолированных контейнеров или подобного, согласно данному изобретению, достигает поставленных целей тем, что оно обеспечивает возможность оптимизации условий хранения и транспортирования продуктов в термоизолированных контейнерах.

Другие преимущества устройства 1, согласно данному изобретению, состоят в следующем:

- оно образует тепловой фильтр, распределенный на стенках и угловых кромках контейнера;

- оно выравнивает температуру внутри отделения контейнера, по всей его длине, без использования средства принудительной вентиляции;

- оно генерирует естественное конвективное движение, которое способно предотвратить образование горячих областей;

- оно имеет такую общую поверхность теплообмена, которая обеспечивает полное поглощение тепла посредством естественной конвекции с дельтой температур, меньшей чем 3°C;

- оно управляет внутренней температурой посредством взаимодействия между температурой фазового перехода аккумулирующей тепло жидкости, внешней поверхностью теплообмена тепловых аккумуляторов, внутренней поверхностью теплообмена тепловых аккумуляторов, и расположением их внутри контейнера;

- оно поддерживает относительную влажность на значениях выше 90% без помощи увлажнительных устройств или введения внешнего воздуха.

Устройство для хранения и транспортирования свежих или замороженных продуктов, в частности для термоизолированных контейнеров или подобного, представленное таким образом, допускает многочисленные модификации и варианты, все из которых находятся в пределах объема приложенной формулы изобретения.

Кроме того, все элементы могут быть заменены другими, технически эквивалентными элементами.

При выборе материалов для практического применения, следует обеспечить их совместимость с конкретным применением, и сопряженные размеры и формы могут быть любыми, согласно требованиям.

Содержимое заявки на патент Италии № MI2013A000796, приоритет которой заявлен в данной заявке, включено в данную заявку в качестве ссылки.

Когда за техническими признаками, упомянутыми в любом пункте формулы изобретения, следуют ссылочные позиции и/или знаки, эти ссылочные позиции и/или знаки включены исключительно в целях улучшения понятности формулы изобретения и, таким образом, такие ссылочные позиции и/или знаки не имеют никакого ограничивающего действия на интерпретацию каждого элемента, идентифицируемого, в качестве примера, посредством таких ссылочных позиций и/или знаков.

Устройство для хранения и транспортирования свежих или замороженных продуктов, в частности для термоизолированных контейнеров, содержит, по меньшей мере, один тепловой аккумулятор, связанный с соответствующей внутренней стенкой контейнера и содержащий множество продольно продолжающихся модулей аккумулирования тепла. Каждый из модулей содержит оболочку, которая разделяет полость, выполненную с возможностью содержания аккумулирующей тепло жидкости. Полость вмещает теплообменник, к которому может быть подведена теплопередающая текучая среда. Модули аккумулирования тепла взаимно соединены механически и термически. Оболочка имеет первую стенку, которая обращена к внутренней поверхности контейнера (7) и имеет, по существу, плоскую поверхность, и вторую стенку, которая является противолежащей по отношению к первой стенке, направлена к внутреннему отделению контейнера и имеет по меньшей мере частично оребренную поверхность. Использование данного изобретения позволяет поддерживать температуру в течение периода тепловой автономии без потребления энергии после тепловой подзарядки. 16 з.п. ф-лы, 11 ил.

1. Устройство (1) для хранения и транспортирования свежих или замороженных продуктов, в частности для термоизолированных контейнеров или подобного, содержащее по меньшей мере один тепловой аккумулятор (30, 32, 34, 36), связанный с соответствующей внутренней стенкой (50, 52, 54) контейнера (7) и содержащий множество продольно продолжающихся модулей (90, 92, 94) аккумулирования тепла, причем каждый из упомянутых модулей (90, 92, 94) содержит оболочку (11), которая разделяет полость (21), выполненную с возможностью содержания аккумулирующей тепло жидкости, причем в полости (21) расположен теплообменник (19), выполненный с возможностью подвода к нему теплопередающей текучей среды, отличающееся тем, что модули (90, 92, 94) аккумулирования тепла взаимно соединены механически и термически, причем оболочка (11) имеет первую стенку (13), которая обращена к внутренней поверхности (50, 52, 54) контейнера (7) и имеет, по существу, плоскую поверхность, и вторую стенку (15), которая является противолежащей по отношению к первой стенке (13), направлена к внутреннему отделению (17) контейнера (7) и имеет по меньшей мере частично оребренную поверхность.

2. Устройство (1) для хранения и транспортирования свежих или замороженных продуктов по п. 1, отличающееся тем, что теплообменник (19) содержит два трубопровода (190, 192), которые оребрены внутри и снаружи, продолжаются продольно в пределах оболочки (11) и соединены вблизи заднего конца (110) оболочки (11) посредством изогнутого соединителя (194), причем передний конец (112) оболочки (11) содержит гидравлические соединители с двумя трубопроводами (190, 192).

3. Устройство (1) для хранения и транспортирования свежих или замороженных продуктов по п. 1 или 2, отличающееся тем, что оболочка (11) содержит на заднем конце (110) отверстие с выпускным клапаном (114) для выпуска кислорода, выделяемого аккумулирующей тепло жидкостью.

4. Устройство (1) для хранения и транспортирования свежих или замороженных продуктов по п. 1 или 2, отличающееся тем, что оболочка (11) содержит на переднем конце (112) отверстие с ввертной пробкой (116) для заливки аккумулирующей тепло жидкости.

5. Устройство (1) для хранения и транспортирования свежих или замороженных продуктов по п. 1, отличающееся тем, что каждый тепловой аккумулятор (30, 32, 34, 36) покрывает, по существу, всю поверхность внутренней стенки (50, 52, 54) контейнера (7), с которой он связан, обеспечивая тепловой фильтр, распределенный на упомянутой внутренней стенке (50, 52, 54).

6. Устройство (1) для хранения и транспортирования свежих или замороженных продуктов по п. 1, отличающееся тем, что тепловой аккумулятор (30, 32) связан с соответствующей внутренней стенкой (50, 52) таким образом, что продольное направление продолжения модулей (90, 92) аккумулирования тепла теплового аккумулятора (30, 32) является горизонтальным.

7. Устройство (1) для хранения и транспортирования свежих или замороженных продуктов по п. 1, отличающееся тем, что тепловой аккумулятор (34, 36) связан с соответствующей внутренней стенкой (50, 52) таким образом, что продольное направление продолжения модулей (94) аккумулирования тепла теплового аккумулятора (34, 36) является вертикальным.

8. Устройство (1) для хранения и транспортирования свежих или замороженных продуктов по п. 1, отличающееся тем, что оно содержит тепловой аккумулятор (30), связанный с потолком (50) внутреннего отделения (17), и два тепловых аккумулятора (32), связанных, соответственно, с боковыми стенками (52) внутреннего отделения (17), причем установленный на потолке тепловой аккумулятор (30) опирается на два указанных установленных на стенках тепловых аккумулятора (32) и соединен механически и термически с каждым из упомянутых двух установленных на стенках тепловых аккумуляторов (32) посредством введения пластин (25), которые приварены к установленному на потолке тепловому аккумулятору (30) и, соответственно, к каждому из упомянутых двух установленных на стенках тепловых аккумуляторов (32), причем устройство (1) образует монолитную конструкцию, которая конструктивно взаимодействует с конструкцией контейнера (7).

9. Устройство (1) для хранения и транспортирования свежих или замороженных продуктов по п. 1 или 2, отличающееся тем, что оболочка (11) содержит заполняющий материал (27), который выполнен с возможностью поглощения расширения аккумулирующей тепло жидкости при фазовом переходе от жидкости к твердому веществу.

10. Устройство (1) для хранения и транспортирования свежих или замороженных продуктов по п. 9, отличающееся тем, что заполняющий материал (27) является материалом типа закрытопористого вспененного полиэтилена, причем изогнутый соединитель (194) заделан в заполняющий материал (27).

11. Устройство (1) для хранения и транспортирования свежих или замороженных продуктов по п. 1, отличающееся тем, что слой отражающего материала (40) введен между первой стенкой (13), которая обращена к внутренней поверхности (50, 52, 54) контейнера (7), и внутренней поверхностью (50, 52, 54).

12. Устройство (1) для хранения и транспортирования свежих или замороженных продуктов по п. 1, отличающееся тем, что первый слой термоизолирующего материала (41), слой отражающего материала (40) и второй слой термоизолирующего материала (42) введены, соответственно, между первой стенкой (13), которая обращена к внутренней поверхности (50, 52, 54) контейнера (7), и внутренней поверхностью (50, 52, 54).

13. Устройство (1) для хранения и транспортирования свежих или замороженных продуктов по п. 1, отличающееся тем, что каждый из модулей (90, 92, 94) теплового аккумулятора (30, 32, 34, 36) присоединен параллельно к другим модулям (90, 92, 94) этого же теплового аккумулятора (30, 32, 34, 36) посредством подающего коллектора (60), который имеет внутренний размер для предварительного выравнивания скорости потока теплопередающей текучей среды в каждом из упомянутых теплообменников (19), и посредством возвратного коллектора (62), который имеет внутренний размер для последующего выравнивания скорости потока теплопередающей текучей среды в каждом из упомянутых теплообменников (19), причем направление входа и выхода теплопередающей текучей среды, соответственно, от подающего коллектора (60) и от возвратного коллектора (62) пересекаются для получения однородных потерь заряда.

14. Устройство (1) для хранения и транспортирования свежих или замороженных продуктов по п. 1, отличающееся тем, что каждый тепловой аккумулятор (30, 32, 34, 36) содержит клапан для изменения потока теплопередающей текучей среды.

15. Устройство (1) для хранения и транспортирования свежих или замороженных продуктов по п. 1, отличающееся тем, что каждый тепловой аккумулятор (30, 32, 34, 36) содержит быстро устанавливаемые соединители для присоединения устройств тепловой подзарядки.

16. Устройство (1) для хранения и транспортирования свежих или замороженных продуктов по п. 1, отличающееся тем, что соотношение поверхности теплообмена к общей поверхности упомянутой по меньшей мере частично оребренной поверхности второй стенки (15) находится в диапазоне от 3:1 до 6:1.

17. Устройство (1) для хранения и транспортирования свежих или замороженных продуктов по п. 1, отличающееся тем, что аккумулирующая тепло жидкость выбрана из группы, которая содержит:

- перекись водорода при концентрациях в диапазоне от 25% до 35%;

- перекись водорода при концентрациях в диапазоне от 1.5% до 5%;

- н-декан.