Охлаждение транспортного средства для перевозки пищевых продуктов с применением жидкого азота
Способ регулирования температуры в охлаждаемом пространстве транспортного средства для перевозки пищевых продуктов включает охлаждение охлаждаемого пространства до заданной температуры, прекращение охлаждения пространства, пропускание жидкого азота через теплообменник, установленный в окне, которое соединяет пространство с окружающим воздухом, запуск вентилятора для нагнетания воздуха через окно и теплообменник в пространство. Способ регулирования температуры в охлаждаемом пространстве транспортного средства для перевозки пищевых продуктов включает сообщение охлаждаемого пространства с охлаждаемым пространством продуктового склада, открывание окна в грузовике, запуск вентилятора в первом режиме для втягивания охлаждаемого воздуха из склада в охлаждаемое пространство, загрузку пищевых продуктов в охлаждаемое пространство в процессе работы реверсивного вентилятора в первом режиме, перемещение грузовика в пункт выгрузки при распылении жидкого азота внутри охлаждаемого пространства, открывание двери в пункте разгрузки, пропускание жидкого азота через теплообменник, запуск вентилятора во втором режиме для принудительного пропускания окружающего через окно и теплообменник в охлаждаемое пространство. Рефрижераторное транспортное средство для перевозки охлажденных пищевых продуктов включает кузов транспортного средства, источник жидкого азота, установленный в транспортном средстве, окно для сообщения пространства с окружающим воздухом, выполненное в стенке транспортного средства, теплообменник, установленный в окне, вентилятор для нагнетания окружающего воздуха через окно и теплообменник в пространство, систему распылителей, расположенную в пространстве, систему трубопроводов для пропускания жидкого азота из источника в систему распылителей, систему клапанов, расположенную в системе трубопроводов. Использование данной группы изобретений обеспечивает возможность избирательного охлаждения рефрижераторного транспортного средства. 3 с. и 11 з.п. ф-лы, 3 ил.
Предпосылки изобретенияНастоящее изобретение относится к способам и устройству для охлаждения пищевых продуктов, доставляемых транспортным средством в ряд последовательно расположенных мест выгрузки.Пищевые продукты обычно доставляют в бакалейно-гастрономические магазины грузовиками, которые перевозят такое количество продуктов, которое достаточно для снабжения множества магазинов. Следовательно, такой грузовик поочередно останавливается у каждого из множества магазинов, рабочие каждого магазина входят в грузовик и выгружают нужные количества продуктов.Некоторые грузовики перевозят пищевые продукты, которые должны поддерживаться охлажденными. Для этого в грузовике имеется система охлаждения, обычно механическая компрессорная система, которая также включает испаритель и конденсатор. Такая система является дорогостоящей и подвержена механическим повреждениям, которые могут сказаться на качестве пищевых продуктов. Кроме того, охлаждающее вещество, циркулирующее в такой системе, может загрязнять атмосферу в случае утечки.Известны системы охлаждения для автомобилей, в которых в качестве источника холода используется жидкий азот в сочетании с компрессорными системами или вместо них. Однако их недостаток заключается в том, что пространство, охлаждаемое путем прямого введения в него жидкого азота, будет содержать атмосферу, содержащую так много газообразного азота, что она будет непригодной для дыхания и, следовательно, небезопасной для рабочих. Примеры автомобилей-рефрижераторов, использующих жидкий азот, можно найти в патентах США 4060400 и 3464222, а также в советском патенте №1204888.В патенте США 4060400 описан полуприцеп-рефрижератор, предназначенный для транспортировки замороженных пищевых продуктов на короткие и длинные расстояния. С этой целью полуприцеп оснащен автоматизированным устройством охлаждения, включающим как компрессорную систему, так и криогенную систему. Компрессорная система используется для первичного охлаждения пустого внутреннего пространства трейлера до заданного уровня. В ситуациях, когда компрессорная система неэффективна и требуется дополнительное охлаждение, непосредственно в охлаждаемое пространство впускают жидкий азот. Такое устройство обладает вышеописанными недостатками компрессорных систем. Кроме того, система на основе жидкого азота не может быть использована во время загрузки/разгрузки автомобиля, так как в грузовике образуется атмосфера, не пригодная для дыхания.В советском патенте №1204888 описана транспортная система охлаждения для транспортировки скоропортящихся продуктов, в которой жидкий азот подается в открытые поддоны, расположенные вдоль внутренних боковых стенок рефрижератора. Жидкий азот испаряется в поддонах, в результате чего холодные испарения газообразного азота выходят их поддонов и заполняют кузов трейлера, охлаждая таким образом транспортируемый груз. В этой системе отсутствуют меры безопасности, обеспечивающие пригодную для дыхания атмосферу и возможность безопасного и эффективного охлаждения при открытых дверях.В патенте США №3464222 описан транспортный рефрижератор в виде железнодорожного вагона, в котором используется система охлаждения жидким азотом. Жидкий азот пропускается через конструкцию распылительных трубок и одновременно через испарительную конструкцию. При прохождении через испарительную конструкцию жидкий азот превращается в газообразный азот, который используется для приведения в действие вентилятора, подающего воздух в охлаждаемое пространство для поддержания определенного состава заполняющей его среды. Таким образом, когда внутри пространства распыляется жидкий азот, в пространство подается воздух. При этом, однако, все равно имеется серьезная угроза безопасности, так как в охлаждаемом пространстве будет содержаться значительное количество газообразного азота в том случае, когда распыление должно происходить во время загрузки или разгрузки вагона. Если во время загрузки или разгрузки такое распыление не производить, то вагон может нагреться до слишком высокой температуры, что создает угрозу для сохранности продуктов.Задача заявляемой группы изобретений состоит в создании возможности избирательного охлаждения рефрижераторного транспортного средства. При этом технический результат обеспечивает устранение указанных выше недостатков, присущих известным техническим средствам, и достигается благодаря использованию всех признаков, изложенных в формуле изобретения.Краткое содержание изобретенияВ одном из аспектов данное изобретение относится к способу поддержания определенной температуры в охлаждаемом пространстве транспортного средства для перевозки пищевых продуктов, включающему следующие этапы:A) охлаждение охлаждаемого пространства до заданной температуры путем распыления жидкого азота внутри пространства;В) прекращение этапа А);C) пропускание жидкого азота через теплообменник, проходящий сквозь окно, которое соединяет пространство с окружающим воздухом;D) запуск вентилятора для нагнетания воздуха через окно и теплообменник в пространство, за счет чего окружающий воздух охлаждается в теплообменнике и вытесняет газообразный азот из пространства, создавая холодную, пригодную для дыхания атмосферу.В соответствии со вторым аспектом изобретения температура рефрижераторного пространства может быть сначала снижена, а затем может поддерживаться во время погрузки пищевых продуктов за счет работы вентилятора в реверсивном режиме, при котором воздух из охлаждаемого склада втягивается в рефрижераторное пространство, проходит через него и далее выпускается наружу через окно. Азот в это время не расходуется.В еще одном аспекте данное изобретение относится к рефрижераторному транспортному средству для перевозки охлажденных пищевых продуктов. Транспортное средство включает кузов, образующий охлаждаемое пространство для продуктов, источник жидкого азота, установленный на транспортном средстве, и окно для сообщения пространства с окружающим воздухом, выполненное в стенке транспортного средства. В окне установлен теплообменник, а также имеется вентилятор для нагнетания окружающего воздуха через окно и теплообменник в пространство, за счет чего окружающий воздух охлаждается в теплообменнике. В пространстве размещена система распылителей и имеется система трубопроводов для подачи жидкого азота из источника в систему распылителей и теплообменник. В системе трубопроводов предусмотрена система клапанов, которая может быть избирательно переведена в первое положение, при котором обеспечивается подача жидкого азота в систему распылителей, но не в теплообменник, и во второе положение, при котором обеспечивается подача жидкого азота в теплообменник, но не в систему распылителей.Краткое описание чертежейЗадачи и преимущества изобретения будут более понятны из дальнейшего подробного описания предпочтительных вариантов его осуществления со ссылками на соответствующие чертежи, где одинаковые цифры обозначают одинаковые элементы и где показаны:на фиг.1 - трехмерное изображение рефрижераторного транспортного средства по изобретению с частичным вырезом боковой и верхней стенок;на фиг.2 - вид сбоку распылительной головки, установленной в транспортном средстве, показанном на фиг.1; ина фиг.3 - сечение части вертикальной передней стенки транспортного средства, а также теплообменник и вентиляционная система, установленные в этой вертикальной стенке.Подробное описание предпочтительных вариантов осуществления изобретенияНа фиг.1 показан грузовик-рефрижератор 10 для перевозки скоропортящихся продуктов. Грузовик содержит кузов или корпус, образованный передней стенкой 12, задней стенкой 14, верхней стенкой 16, полом 18 и боковыми стенками 20, 22, при этом некоторые или все стенки предпочтительно теплоизолированы. В задней стенке 14 имеется дверь 24, обеспечивающая доступ в охлаждаемое пространство кузова грузовика для погрузки или выгрузки продуктов.Под полом 18 установлен бак 26 для жидкого азота. В альтернативе бак может быть встроен в стенки кузова грузовика. Внутри охлаждаемого пространства установлено множество распылительных головок 30, каждая из которых содержит множество распылительных сопел 31, соединенных с коллектором. Распылительные головки 30 установлены под верхней стенкой 16 и находятся в жидкостном сообщении с баком 26 при помощи главного трубопровода 32 и соответствующих вторичных трубопроводов 34. В каждом вторичном трубопроводе 34 расположен дистанционно управляемый клапан 36 для управления подачей жидкого азота в распылительные головки 30.Сопла 31 предпочтительно установлены веером и осуществляют распыление во всех горизонтальных направлениях. При этом распылительные головки 30 находятся на некотором горизонтальном расстоянии друг от друга и от вертикальных стенок 12, 14, 20, 24 и размещены вдоль продольной центральной линии вблизи верхней стенки охлаждаемого пространства.Количество распылительных головок 30 может быть различным в зависимости от длины пространства и от того, разделяется ли пространство на отсеки, как будет описано ниже.В верхней части пространства находится также испарительная панель 40, соединенная с баком 26 трубопроводом 46. Панель 40 может иметь обычную конструкцию, т.е. состоять из трубопровода или трубчатого змеевика, находящегося в тепловом контакте с обширной поверхностью теплообмена (не показана). Панель закреплена под верхней стенкой 16 с небольшим зазором между ними для обеспечения адекватного теплообмена с атмосферой внутри пространства. Для более эффективной работы теплообменной поверхности панели эта поверхность может быть выполнена перфорированной и/или гофрированной или снабжена специальными покрытиями или традиционно используемыми приспособлениями, предотвращающими оледенение. Дистанционно-управляемый клапан 41 регулирует поток жидкого азота через испаритель.В передней стенке 12 выполнено окно 42, через которое охлаждаемое пространство сообщается с окружающим воздухом. Окно предпочтительно выполнено с возможностью открывания/закрывания с помощью любой подходящей обычной конструкции, например системы заслонок 43, раздвижной или навесной двери (не показана). В окне 42 установлен теплообменник 44 (фиг.3). Теплообменник 44 имеет обычную конструкцию, например содержит змеевики, по которым может течь жидкий азот. Теплообменник 44 соединен с баком 26 через трубопровод 46, а подачу жидкого азота в теплообменник 44 регулирует дистанционно-управляемый клапан 48.В окне 42 размещен вентилятор, например лопастной вентилятор 50, для нагнетания окружающего воздуха через окно 42 и теплообменник 44. Если для закрытия окна 42 используется система заслонок, то заслонки могут иметь привод от двигателя или закрываться при помощи пружин, а затем принудительно открываться потоком воздуха.Как будет показано далее, при работе вентилятора, открытой системе заслонок 43 и пропускании жидкого азота через теплообменник рефрижераторное пространство грузовика может быть очищено от газообразного азота за счет его продувки охлажденным окружающим воздухом, в результате чего внутри пространства образуется атмосфера, которая пригодна для дыхания и имеет температуру, достаточно низкую для того, чтобы поддерживать пищевые продукты хорошо охлажденными.Во внутреннем пространстве установлены датчики температуры 62 для определения температуры в соответствующих участках этого пространства.Для регулирования подачи жидкого азота избирательно в распылительные головки 30, испарительную панель 40 и теплообменник 44 имеется главный контроллер 60, который подключен к датчикам 62 и клапанам 36, 41, 48. Контроллер 60 также подключен к двигателями привода вентилятора 50 и системе заслонок 43 (в случае привода двигателем) для того, чтобы при выключенном вентиляторе 50 и зарытом клапане 48 окно 42 было закрытым. Для того, чтобы минимизировать количество жидкого азота, необходимого для охлаждения пространства, желательно, чтобы окно 42 было закрытым, когда охлаждаемое пространство находится в охлажденном состоянии.Кроме того, может быть предусмотрен выключатель (не показан), реагирующий на открытие/закрытие задней двери 24. Когда дверь открыта, клапаны 36 по причинам безопасности будут автоматически переведены в закрытое состояние.В случае необходимости рефрижераторное пространство может быть разделено на отдельные отсеки одной или более перегородками 63.При работе бак 26 заполняют жидким азотом при -196
Формула изобретения
1. Способ регулирования температуры в охлаждаемом пространстве транспортного средства для перевозки пищевых продуктов, включающий следующие этапы: (А) охлаждение транспортного средства до заданной температуры путем распыления жидкого азота внутри пространства; (В) прекращение этапа (А); (С) пропускание жидкого азота через теплообменник, установленный в окне, которое соединяет пространство с окружающим воздухом; и (D) запуск вентилятора для нагнетания воздуха через окно и теплообменник в пространство, за счет чего окружающий воздух охлаждается и вытесняет газообразный азот из пространства, создавая холодную, пригодную для дыхания атмосферу.2. Способ по п.1, дополнительно включающий этапы прекращения этапа D и пропускания жидкого азота через испаритель, расположенный в пространстве.3. Способ по п.2, дополнительно включающий этап загрузки пищевых продуктов или выгрузки пищевых продуктов из пространства во время пропускания жидкого азота через испаритель.4. Способ по п.1, согласно которому этап А дополнительно включает пропускание жидкого азота через испаритель, расположенный в пространстве.5. Способ по п.1, дополнительно включающий измерение температуры внутри пространства и регулирование распыления жидкого азота на этапе А для поддержания заданной температуры в пространстве.6. Способ по п.1, согласно которому этап А включает распыление жидкого азота в различных участках пространства, измерение температур в соответствующих участках и регулирование распыления жидкого азота в соответствующих участках для поддержания в них заданных температур.7. Способ регулирования температуры в охлаждаемом пространстве транспортного средства для перевозки пищевых продуктов, включающий следующие этапы: (А) сообщение охлаждаемого пространства с охлаждаемым пространством продуктового склада; (В) открывание окна в грузовике для сообщения охлаждаемого пространства с окружающей атмосферой; (С) запуск реверсивного вентилятора в первом режиме для втягивания охлажденного воздуха из склада в охлаждаемое пространство и пропускания втянутого охлажденного воздуха через охлаждаемое пространство наружу через окно для снижения температуры охлаждаемого пространства; (D) загрузка пищевых продуктов в охлаждаемое пространство в процессе работы реверсивного вентилятора в первом режиме; (Е) перемещение грузовика в пункт выгрузки при распылении жидкого азота внутри охлаждаемого пространства; (F) открывание двери в пункте разгрузки; (G) пропускание жидкого азота через теплообменник, установленный в окне; и (Н) запуск вентилятора во втором режиме для принудительного пропускания окружающего воздуха через окно и теплообменник в охлаждаемое пространство, за счет чего окружающий воздух охлаждается и вытесняет газообразный азот охлаждаемого пространства, создавая холодную, пригодную для дыхания атмосферу.8. Рефрижераторное транспортное средство для перевозки охлажденных пищевых продуктов, включающее кузов транспортного средства, образующий охлаждаемое пространство для продуктов; источник жидкого азота, установленный на транспортном средстве; окно для сообщения пространства с окружающим воздухом, выполненное в стенке транспортного средства; теплообменник, установленный в окне; вентилятор для нагнетания окружающего воздуха через окно и теплообменник в пространство, за счет чего окружающий воздух охлаждается по мере прохождения через теплообменник; систему распылителей, расположенную в пространстве; систему трубопроводов для пропускания жидкого азота из источника в систему распылителей и теплообменник и систему клапанов, расположенную в системе трубопроводов и избирательно переключаемую в первое положение, обеспечивающее подачу жидкого азота в систему распылителей, но не в теплообменник, и во второе положение, обеспечивающее подачу жидкого азота в теплообменник, но не в систему распылителей.9. Транспортное средство по п.8, дополнительно содержащее испаритель, расположенный в пространстве, систему трубопроводов для пропускания жидкого азота из источника в испаритель, систему клапанов, переключаемую для пропускания жидкого азота в испаритель и одновременно в систему распылителей или исключая систему распылителей, а также одновременно в теплообменник или исключая теплообменник.10. Транспортное средство по п.8, дополнительно содержащее датчик температуры для измерения температуры внутри пространства и контроллер, соединенный с системой клапанов и температурным датчиком для приведения в действие системы клапанов с целью поддержания заданной температуры в пространстве.11. Транспортное средство по п.8, в котором система распылителей содержит множество распылительных головок, расположенных в соответствующих участках пространства, а также включающее множество температурных датчиков для измерения температуры в соответствующих участках, и контроллер, соединенный с системой клапанов и температурными датчиками для регулирования распыления жидкого азота в соответствующих участках с целью поддержания в них заданных температур.12. Транспортное средство по п.8, в котором система распылителей размещена на расстоянии от вертикальных стенок кузова транспортного средства и включает множество сопел для распыления жидкого азота в горизонтальных направлениях ко всем вертикальным стенкам.13. Транспортное средство по п.8, дополнительно включающее закрывающий механизм для избирательного закрывания окна.14. Транспортное средство по п.8, в котором вентилятор выполнен реверсивным для избирательного нагнетания воздуха в пространство или отвода из пространства.РИСУНКИ
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3