專利名稱：運輸超低溫冷凍物品的方法和裝置的制作方法
背景發(fā)明領域本發(fā)明涉及在獨立式集裝箱中運輸、貯存和冷凍超低溫冷凍的易腐爛物品的方法和裝置，該集裝箱可使易腐爛物品保持在-50℃以下，是超低溫保溫的，并具有自己的超低溫致冷系統(tǒng)。
先有技術(shù)冷凍和貯存超低溫集裝箱也可以用作為冷凍和貯存超低溫冷凍制品的系統(tǒng)。使用這種用于致冷、貯存和運輸三方面的集裝箱與用于所有這三方面的現(xiàn)代系統(tǒng)相比可以節(jié)省大量費用。現(xiàn)在已有其它可用的超低溫系統(tǒng)用于致冷，但它們很難運輸，而且成本高。另外，它們必須裝在建筑物內(nèi)，這樣便增加了成本?，F(xiàn)有方法適于致冷，但在冷凍之后沒有地方貯存制品。因此必須建很大的冷藏庫，這又是很大的投資。一當建成，分開的致冷系統(tǒng)和貯存系統(tǒng)是固定的。換言之，它不容易吊起，運到世界其它地方。如果商業(yè)運作情況發(fā)生變化，則大型超低溫冷凍設備在該地便不能得到使用，因而毫無價值。但本發(fā)明的系統(tǒng)可以保持其價值，因為它們可以容易地運到其它地方和/或出售。
對于易腐爛制品已采用各種各樣的使用CO2和N2的運輸、貯存和致冷裝置。然而這些裝置設計于使制品保持在約-20℃，不能使超低溫冷凍制品保持在約-50～-60℃的溫度。這些裝置包括二氧化碳制冷系統(tǒng)(Glynn,EP和Hsu,HL的美國專利No.3695056)、具有二氧化碳噴嘴的制冷系統(tǒng)(Nielsen,DF的美國專利No.4399658)、集裝箱CO2制冷系統(tǒng)(Franklin Jr,PR的美國專利No.4502293)、液氮制冷器(Orfitelli,JS的美國專利No.4580411)用在普通貨運式非制冷運貨車等車輛上的搬運式獨立的冷卻/致冷裝置(Saia lll,LP的美國專利No.4825666)、制冷集裝箱(Thomsen,VE的美國專利No.4891954)、用在普通貨運式非制冷運貨車等車輛上的搬運式獨立冷卻/制冷裝置(Saialll,LP的美國專利No.4991402)、用在飛機、普通搬運式貨運車等運輸工具上的搬動式獨立冷卻/致冷裝置(Saia lll,LP的美國專利No.5125237)、獨立的冷卻/致冷裝置(Bartilucci AR的美國專利No.5262670)、與氮氣氛集裝箱聯(lián)用的搬運式獨立冷卻/制冷裝置(Bartilucci,AR的美國專利No.5598713)。
所有上述裝置的特征在于，均能使易腐物品冷卻或冷卻到約-20℃的溫度。這對于某些應用是合適的，甚至是要求的。但對于需要在約-60℃下深凍的物品，這些裝置不能達到要求。另外，所有上述裝置的特征在于分成兩個隔間。其中第一隔間包含易腐物品，而第二隔間包含制冷劑(CO2或N2)。使冷卻劑經(jīng)通氣系統(tǒng)從第二隔間噴放在第一隔間便可實現(xiàn)冷卻作用。
運輸需要在超低溫冷凍條件下保存的易腐制品先前在稱為超低溫貨運船的特殊船上被運輸，這些超低溫貨運船具有散裝貯存冷凍庫，該庫可使制品保持在恒定的-60℃。為了能夠利用在這種超低溫貨運船上進行運輸?shù)姆椒?，必須至少運輸100公噸的制品。對于很多易腐制品，這是不適用的。對于很多貨主這也是不實際的。對于很多需求的制品在這種超低溫貨運船上運輸所需要的時常常達幾個月，這又使這種運輸方法很不適用。
附圖的簡要說明

圖1示出具有附加保溫層、通氣門和CO2分配系統(tǒng)的集裝箱頂部截面；圖2是具有標準保溫值的ISO標準運輸集裝箱的壁截面，當加上附加保溫層時將產(chǎn)生超低溫隔熱的集裝箱保溫值。集裝箱的標準r值在15～20的范圍內(nèi)，而此圖中所示的超低溫集裝箱其r值在30以上。
圖3示出超低溫制冷/貯存集裝箱的截面，該集裝箱具有超低溫保溫壁；制冷部分和貯存部分；超低溫流體供應桶；用于控制超低溫流體流溫度的恒溫閥；電控面板，用于啟動和關(guān)掉該系統(tǒng)，并設定要求的內(nèi)部空氣溫度；風扇25，用于在制冷期間增加熱交換；溫度檢測器，用于讀出兩個部分內(nèi)的空氣溫度。
優(yōu)選實施例說明下面說明特定的優(yōu)選實施例。盡管本發(fā)明可以進行各種改型和具有各種替代形式，但仍通過附圖示出特定實施例，并對此進行詳細說明。應當明白，無意使本發(fā)明局限于公開的特定形式，相反，我們的意圖是包羅屬于所附權(quán)利要求書確定的精神和范圍內(nèi)的所有改型、等效裝置和替代形式。
從市售ISO標準保溫集裝箱出發(fā)制作本發(fā)明裝置，該集裝箱裝有或設計成支承一個機械制冷裝置。將該機械制冷裝置從頭部1除去。用8～10英寸的聚氨酯保溫泡塑2封閉該頭部，使其隔熱。在側(cè)面部件之間的并環(huán)繞該側(cè)面部件的集裝箱的底側(cè)面3上以及在集裝箱的內(nèi)部和集裝箱門5的壁和天花板4上加上4英寸厚的聚氨酯泡塑保溫層。在加上保溫層之后沿門6的封口加上另外的密封墊，以確保正確密封。通氣活頁門7在容器內(nèi)壓力增加時可以自動打開。在加入超低溫流體和超低溫流體升華時，該通氣門7釋放壓力。該門裝在集裝箱1頭部1內(nèi)，距集裝箱頂部約1英寸。鋪設極低溫流體噴射管。該噴射管已知為TransnowCO2噴射管8，是美國專利No.4640460的研究對象。該噴射管裝在超低溫保溫集裝箱的頂部，并連接于集裝箱外側(cè)的閥門9，該閥門再連接于液體CO2管線10。上述Transnow CO2噴射管的特性和優(yōu)點使得它能夠以最大速率將液體CO2轉(zhuǎn)換成固體CO2制品，因此以最高效率操作，降低了制冷成本。還應當明白，本發(fā)明的范圍無意局限于只采用Transnow CO2噴射管，而可以應用其它任何極低溫液體配送系統(tǒng)或固體干冰。
本發(fā)明的關(guān)鍵特征是增加集裝箱壁的r值。圖2是集裝箱的橫截面圖，示出外加的保溫層11。
圖3是橫截面圖，示出制冷和貯存集裝箱的關(guān)鍵特征。該集裝箱是ISO標準保溫集裝箱，其上加裝有通氣門12、至少一個內(nèi)壁13和連接門14，并在所有壁和門上加上泡塑保溫層15，從而形成超低溫的提高r值的保溫壁和門。加上超低溫控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)由致冷劑管16、溫度檢測器17、恒溫室18、電氣控制面板19和極低溫貯存裝置20構(gòu)成。
操作將要冷凍的物品或制品裝入超低溫保溫的預先已制冷到-60℃制冷和貯存集裝箱的制冷部分，使該制品冷卻到周圍氣體溫度，然后再變成超低溫冷凍狀態(tài)。然后再將超低溫冷凍的物品或制品搬到容器的貯存部分，等待運輸。
將待運的已預冷凍到超低溫冷凍狀態(tài)的制品或物品從貯存集裝箱移出并裝入已預冷凍到-60℃的超低溫保溫集裝箱內(nèi)。貨物裝載方式與裝載于標準運輸集裝箱的方式相同。在大多數(shù)情況下制品用手散裝，一個裝于另一個頂上。可能裝入的制品量也是可運輸多長時間和所需固態(tài)CO2量的一個因素。然而，一當預冷凍制品或物品裝入到超低溫保溫集裝箱中，該超低溫保溫集裝箱便在該集裝箱內(nèi)部形成一種噴出的包圍制品的CO2氣氛。在噴出CO2時，以很大的壓力噴入該集裝箱內(nèi)。這種效果有些類似于很強的暴風雪。雖然大量的CO2干冰堆集在制品的頂部，但CO2干冰將會充滿布袋和縫隙。一當制品裝入超低溫保溫集裝箱并噴入CO2，則可以運輸此超低溫保溫集裝箱，運輸方式與所有其它干貨運輸集裝箱的方式相同。其差別在于冷凍運輸集裝箱需要監(jiān)測和電力聯(lián)接。在噴射CO2之前，需要進行計算，以確定保持制品或物品在超低溫冷凍狀態(tài)下直到運到目的地或直到加入另外CO2到超低溫保溫集裝箱所需要的CO2量。這種計算需根據(jù)超低溫保溫集裝箱的隔熱值、裝入的超低溫冷凍物品或制品的量(重量)、制品或物品的相對發(fā)熱系數(shù)以及制品的運輸時間。超低溫保溫集裝箱可以裝在貨車車箱中運到碼頭的發(fā)運地點、火車站或其它運輸站。然后將集裝箱從貨車上卸下來，放到等待裝入輪船、火車或其它運輸工具的保管地點。從將超低溫保溫集裝箱裝在運輸工具上直至到達目的地，貨主或輪船公司便不需要特別的監(jiān)測或處理。
達到目的地時可以檢測超低溫保溫集裝箱的內(nèi)部溫度，如果需要，可以加入另外的CO2，以達到更長的貯存時間。還可以在此處將制品取出來，放在目的地的冷庫中。
其它實施例這種系統(tǒng)還可以在例如現(xiàn)在尚無任何致冷運輸設施但有干貨集裝箱設施的地區(qū)用于運送標準冷凍制品。另外，由于以干貨運輸費用運輸本發(fā)明的集裝箱，所以通?？梢越档瓦\輸費用，而其它類型的運輸集裝箱則需要冷凍運輸費用。
有各種各樣的保溫層型式可以取代或加添于聚氨酯上。任何將集裝箱的r值提高到15～20以上的保溫層系統(tǒng)均構(gòu)成本發(fā)明的附加實施例。
最后，運輸集裝箱也可以用于貯存，而貯存和制冷集裝箱也可以用于運輸。使貯存/致冷集裝箱與運輸集裝箱相組合的系統(tǒng)都是本發(fā)明的附加實施例。
例1制冷和貯存集裝箱將五個1馬力的風扇裝在例1的系統(tǒng)上，該風扇裝在后部區(qū)域，并將噴射管分開到兩個部分。裝上兩個溫度檢測器(一個隔間中一個)來檢測空氣溫度。溫度檢測器連接于電氣開關(guān)盒，該開關(guān)盒可以在各個隔間中設定要求的溫度。該開關(guān)和溫度檢測器連接于閥門，該閥門根據(jù)各個隔間中設定的要求溫度和實際空氣溫度可以打開和關(guān)閉。
將新鮮金槍魚裝在框架內(nèi)并將框架放在集裝箱的制冷部分。將門關(guān)閉，并使風扇和氮氣輸送開關(guān)接通。金屬線溫度檢測器插在魚的心肉內(nèi)。當心肉溫度達到約-50℃時，將各個部件斷開，打開集裝箱的門，放出氮氣，然后取出框架，浸入水中幾秒種，使魚有光澤。然后將有光澤的魚裝入超低溫保溫區(qū)。然后可按上述方法運輸該集裝箱。
例2運輸集裝箱制造超低溫保溫運輸集裝箱，用該集裝箱裝金槍魚，從意大利運到日本，結(jié)果在完全超低溫冷凍狀態(tài)下到達日本。細節(jié)如下
從Transnow CO2購買ISO標準的40英尺保溫集裝箱。改裝該集裝箱，方法是加標準的2×4壁柱及外部的膠合板，然后穿過膠合板將聚合物泡沫注射在2×4壁柱之間。并在天花板和底架上噴涂聚合物泡沫，使所有表面增厚4英寸。然后將該集裝箱運到意大利。在該處，該集裝箱在兩個月的生產(chǎn)和采集期間用于冷凍和貯存金槍魚。在該期間大約生產(chǎn)和冷凍了5公噸金槍魚。每天檢測空氣溫度和魚的心部溫度。當溫度高于-60℃時，再加CO2，使制品恒定地保持在-50℃以下。周期性地加入大量CO2可以獲得最佳效果。當集裝箱裝滿金槍魚腰肉，并準備好運送約22公噸要加入的液體CO2時，將整個集裝箱運到日本，由日本郵船會社(NYK Line)的“大阪彎”號輪船運送，裝貨單為NYKS57708098。運送時間為28天。最后一次注入CO2到在日本打開集裝箱之間總的時間是36天。當通向超低溫保溫貯存隔間的門打開時，在隔間內(nèi)存在大塊的CO2干冰。該干冰的溫度為-85℃。魚的心部溫度為-60℃。
結(jié)論、分支和范圍因此可以看出，本發(fā)明提供了一種用于冷凍、貯存和運輸超低溫冷凍物品或制品的方法和裝置，該物品或制品放在一個獨立的系統(tǒng)內(nèi)，該系統(tǒng)可使該物體或制品長時間保持在超低溫冷凍狀態(tài)下。
雖然上述說明包括許多特殊性，但這些特殊性不應當解釋為限制本發(fā)明的范圍，它們只是例示了本發(fā)明現(xiàn)有一些優(yōu)選實施例。在本發(fā)明范圍還可能有另外的各種實施例和分支。
本發(fā)明的范圍由所附的權(quán)利要求書和其合法的等效說明確定，而不是由示出的例子確定。
權(quán)利要求
1．一種用于運輸超低溫冷凍物品或制品的裝置，該物品或制品裝在一個完全獨立的集裝箱內(nèi)。
2．如權(quán)利要求1所述的裝置，該裝置是商售的保溫運輸集裝箱，該集裝箱加有另外的保溫層和超低溫噴射系統(tǒng)。
3．如權(quán)利要求1所述的裝置，該裝置是商售的保溫運輸集裝箱，該集裝箱上加上聚合物泡沫絕緣層以增加集裝箱的r值，還加有CO2噴射管、液體CO2噴射系統(tǒng)和門的密封件，以使集裝箱中的物品或制品保持在-50℃或低于-50℃的溫度下。
4．如權(quán)利要求3所述的裝置，還包括復后CO2噴射管和溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)，該調(diào)節(jié)系統(tǒng)包括一個或多個連接于開關(guān)的溫度檢測器和控制冷凍劑噴射的閥門。
5．一種用于運輸超低溫冷凍制品或物品的方法，該物品或制品裝在一個完全獨立的集裝箱內(nèi)。
6．如權(quán)利要求5所述的方法，包括以下步驟獨立的運輸集裝箱包括具有另外保溫層和超低溫噴射系統(tǒng)的商售保溫集裝箱；將要運輸?shù)某蜏乩鋬鲋破坊蛭锲贩旁谠摢毩⒌募b箱內(nèi)；將裝有超低溫冷凍制品或物品的獨立運輸集裝箱運輸?shù)竭h地。
7．如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，運輸前用水處理超低溫冷凍制品或物品，使其具有光澤。
8．一種用于將制品或物品冷凍到超低溫冷凍狀態(tài)然后將它們貯存在該狀態(tài)的裝置。
9．如權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于，該裝置是商售的保溫運輸集裝箱，該集裝箱被分成至少兩個加有外加保溫層和超低溫噴射系統(tǒng)的部分。
10．如權(quán)利要求9所述的裝置，其特征在于，保溫材料是聚合物泡塑，用于增加r值，外加風扇，以分散冷卻氣體；外加控制系統(tǒng)，以便在冷凍和貯存期間調(diào)節(jié)溫度。
11．一種用于將制品或物品冷凍到超低溫冷凍狀態(tài)然后在此狀態(tài)下將它們貯存在獨立裝置中的方法。
12．如權(quán)利要求11所述的方法，包括獨立裝置包括已分成至少兩個部分的商售保溫運輸集裝箱，該兩個部分加有外加的保溫層和超低溫噴射系統(tǒng)；將制品或物品放入使其冷凍的第一部分，使其冷凍到超低溫冷凍狀態(tài)；將超低溫冷凍的制品或物品轉(zhuǎn)移到第二部分，使其貯存在超低溫冷凍狀態(tài)下。
13．如權(quán)利要求11所述的方法，包括超低溫保溫集裝箱，該集裝箱已分成至少兩個部分，這些部分外加有保溫層、超低溫分散系統(tǒng)和溫度檢測控制系統(tǒng)，該超低溫分散系統(tǒng)包括分散冷氣的風扇；將制品或物品放入使其冷凍的第一部分，使其冷凍到超低溫冷凍狀態(tài)；將超低溫制品或物品轉(zhuǎn)移到第二部分，使其貯存在超低溫冷凍狀態(tài)。
14．如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，在裝置的冷凍隔間中進行制品或物品的超低溫冷凍，然后用水處理使其有光澤，接著將其貯存在該裝置貯存隔間中的超低溫冷凍狀態(tài)下。
15．一種方法和裝置(系統(tǒng))，該系統(tǒng)在第一獨立超低溫保溫集裝箱中將制品或物品冷凍到超低溫冷凍狀態(tài)并在此狀態(tài)下貯存于其中，然后為運輸?shù)竭h處將超低溫冷凍制品或物品轉(zhuǎn)移到第二獨立超低溫保溫集裝箱中，再運輸?shù)诙毩⒓b箱。
16．如權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，包括一種裝置，該裝置用于在第一隔間將制品冷凍到超低溫冷凍狀態(tài)，然后將此狀態(tài)的制品或物品貯存在第二隔間，在隔間中可用連接于溫度檢測控制系統(tǒng)的風扇分散冷氣；將制品或物品放在第一冷凍隔間中，并在該第一隔間中將該制品或物品冷凍到超低溫冷凍狀態(tài)；將超低溫冷凍制品或物品轉(zhuǎn)移到第二隔間進行貯存；一種完全獨立的裝置，用于運輸超低溫冷凍制品和物品；將超低溫冷凍制品或物品從第一獨立的冷凍貯存集裝箱轉(zhuǎn)移到第二獨立運輸集裝箱；將裝有超低溫冷凍制品或物品的獨立運輸集裝箱運到遠處目的地。
17．如權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，包括一種裝置，用于將制品或物品冷凍到超低溫冷凍狀態(tài)并貯存這種狀態(tài)的制品或物品，其中該裝置是商售保溫運輸集裝箱，該集裝箱已被分成至少兩個部分，在這些部分上加有另外的用于增加r值的聚合物泡塑以及加有分散超低溫致冷劑的溫度檢測控制系統(tǒng)；將制品或物品放入第一制冷隔間并使其冷凍到超低溫冷凍狀態(tài)；將超低溫冷凍制品或物品轉(zhuǎn)移到第二貯存隔間；一種裝置，用于運送超低溫冷凍制品，該裝置是商售保溫運輸集裝箱，但在該集裝箱上加有提高集裝箱r值的聚合物泡塑保溫層，其上還加裝有極低溫分散系統(tǒng)和門的封閉件，以使裝在其中的制品或物品可以保持在-50℃或以下；將超低溫冷凍制品或物品從第一獨立的冷凍貯存裝置轉(zhuǎn)移到第二獨立運輸裝置；將裝有超低溫冷凍制品或物品的獨立運輸裝置運輸?shù)竭h處目的地。
全文摘要
一種方法和裝置,用于將制品或物品冷凍到超低溫冷凍狀態(tài),并貯存它們到要運輸、然后在超低溫冷凍條件下運輸這些制品或物品。此裝置由兩個獨立的超低溫保溫集裝箱組成。第一裝置具有至少兩個隔間,一個隔間用于冷凍,另一隔間用于貯存。將待冷凍的制品或物品放在冷凍隔間中,并冷凍至超低溫冷凍狀態(tài),然后再轉(zhuǎn)移到貯存隔間,在其中貯存到要運輸。第二裝置是獨立的超低溫保溫運輸集裝箱。在要運輸時,將制品和物品從處于超低溫冷凍狀態(tài)的第一裝置的貯存隔間轉(zhuǎn)移到第二或運輸裝置上。然后關(guān)閉運輸裝置的門,并將裝有超低溫冷凍制品或物品的獨立的超低溫保溫裝置運輸?shù)竭h處目的地。
文檔編號F25D3/10GK1297519SQ9881040
公開日2001年5月30日 申請日期1998年10月16日 優(yōu)先權(quán)日1997年10月20日
發(fā)明者B·埃里克·格雷厄姆 申請人:科德維夫系統(tǒng)有限責任公司