气候控制货物集装箱的壁板的制作方法
【专利摘要】一种气候控制货物集装箱包括至少一个板(50)，所述板包括：外层(52)；内层(54)；定位在所述内层(54)与所述外层(52)之间的泡沫材料(58)；和嵌入在所述泡沫材料中的多个纤维管(60)。另一种气候控制货物集装箱包括至少一个板，所述板包括：外层；内层；定位在所述内层与所述外层之间的泡沫材料；和定位在所述内层与所述外层之间的相变材料。
【专利说明】气候控制货物集装箱的壁板
[0001]发明背景
本文公开的主题涉及气候控制货物集装箱。更明确地说，本文公开的主题涉及气候控制货物集装箱中使用的壁板。
[0002]典型的气候控制货物集装箱(例如用来经由海洋、铁路或公路运输货物的气候控制货物集装箱)是一种被改进成包括制冷单元的集装箱。制冷单元包括压缩器、冷凝器、膨胀阀和蒸发器盘管，其位于集装箱的端部。大量制冷剂贯穿制冷单元循环，且制冷单元的一个或多个蒸发器风扇将空气流吹过蒸发器盘管，从而冷却空气并迫使其进入集装箱。
[0003]由于集装箱是气候控制，所以希望提供具有绝缘壁、顶板和/或底板的货物集装箱来使热能保留在集装箱中。本领域会充分认可货物集装箱的绝缘壁板中的改进。
发明概要
[0004]在一个实施方案中，气候控制货物集装箱包括至少一个板，所述板包括:外层；内层；定位在内层与外层之间的泡沫材料；和嵌入在泡沫材料中的多个纤维管。
[0005]在另一个实施方案中，气候控制货物集装箱包括至少一个板，所述板包括:外层；内层；定位在内层与外层之间的泡沫材料；和定位在内层与外层之间的相变材料。
[0006]将从下文结合附图的描述更显而易知这些和其它优点以及特征。
[0007]附图简述
在说明书的开始部分的权利要求书中特别指明和清楚要求被视为本发明的主题。将从下文结合附图的详细描述显而易知本发明的前述和其它特征以及优点，其中:
图1是冷藏货物集装箱的实施方案的剖视图；
图2是实施方案中的绝缘板的截面图；
图3是替代实施方案中的绝缘板的截面图；
图4是替代实施方案中的绝缘板的截面图；
图5是替代实施方案中的绝缘板的截面图；
图6描绘了用于排空绝缘板的示例性系统；
图7是替代实施方案中的绝缘板的截面图；和图8是替代实施方案中的绝缘板的截面图。
【具体实施方式】
[0008]图1中示出气候控制货物集装箱10的实施方案。在图1的实施方案中，货物集装箱10被构造成通过使用制冷单元14而使位于货物集装箱10内部的货物12维持在所选温度。货物集装箱10被冷藏，但可通过使用加热单元而不是制冷单元14来加热。货物集装箱10可移动并用于通过(例如)卡车、火车或轮船运输货物12。制冷单元14包括压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器，其位于(例如)集装箱10的第一端22。集装箱10还包括与第一端22相对定位的第二端24，和位于第一端22与第二端24之间的两个侧壁26、底板28和顶部30。第二端24通常包括门用于接达集装箱10的内部。集装箱10的侧壁26、底板28、顶部30、第一端22和第二端24中的一个或多个可使用本文描述的绝缘板来制成。
[0009]图2是实施方案中的绝缘板50的截面图。板50包括外层52，其提供集装箱10的外表面。在不例性实施方案中，夕卜层52是金属板,但外层52可以由其它材料形成。内层54提供集装箱10的内表面。在示例性实施方案中，内层54是金属板，但内层54可以由其它材料形成。第一泡沫材料56定位在外层52和内层54内且与其相邻。在图2的实施方案中，第一泡沫材料56是闭孔泡沫材料。泡沫材料56可以是聚氨酯，但应理解可使用其它类型的闭孔泡沫材料。
[0010]第二泡沫材料58定位在第一泡沫材料56的内部。第二泡沫材料58是开孔泡沫材料且可以是聚氨酯或另一类型的开孔泡沫材料。纤维管60嵌入在第二泡沫材料58内。纤维管60可具有各种尺寸。纤维管60具有多孔壁且气体自由地流动通过膜壁的气孔。这允许快速排空相邻于纤维管外壁的泡沫材料58的孔中夹带的气体。纤维管60的多孔壁流体连接到泡沫材料的孔。泡沫材料58的开孔和管道60形成具有更高的耐热流性的通道。
[0011]在示例性的实施方案中，纤维管60可以是碳纤维管。管壁可具有约30%至约80%的孔隙率。管壁可具有约0.01微米至约0.4微米的气孔尺寸。管壁厚度可约为5微米至约150微米。管内径可约为5微米至约100微米。
[0012]纤维管60通过使第二泡沫材料58内的开孔互连而在第二泡沫材料58内提供排空通道。第二泡沫材料58中的通道改进了用于第二泡沫材料58的吹塑剂在真空下的排空来提高R值。
[0013]可通过形成和固化第一泡沫材料56的区段且接着组装外层52与内层54之间的第一泡沫材料区段来制造绝缘板50。第一泡沫材料56可被封围在气密障壁(例如塑料膜)中来保持板中的真空。接着，第二泡沫材料58通过一个或多个出入孔62被吹塑到第一泡沫材料56区段的空腔内部。纤维管60可在吹塑第二泡沫材料58之前定位在空腔中，或者纤维管60可在吹塑过程期间与第二泡沫材料58混合。第二泡沫材料58的多个区域可通过耦接到集管的多个出入孔62被同时吹塑。
[0014]一旦第二泡沫材料58已经固化，则真空被施加到第二泡沫材料58来排空吹塑剂且在第二泡沫材料58的开孔中以及在由纤维管60形成的通道中形成真空。真空可施加到用来吹塑第二泡沫材料58的出入孔62。出入孔62可被密封以使第二泡沫材料58中保持真空。或者，低成本的真空系统可通过出入孔62连续地排空第二泡沫材料58。真空还可被调节来仅在特定时间(例如只有当压缩机运行时)运行。
[0015]图3是替代实施方案中的绝缘板66的截面图。图3的实施方案类似于图2的实施方案，其中除去第一泡沫材料56。第二泡沫材料58被吹塑在外层52与内层54之间，其中纤维管60嵌入在第二泡沫材料58内。结构构件64 (例如金属托架)固定到外层52和内层54的内部来为板66提供增强的结构稳定性。
[0016]板66的形成方式类似于板50。外层52和内层54由结构构件64在一个或多个位置接合且第二泡沫材料58被吹塑在外层52与内层54之间的空腔中。空腔可内衬有气密障壁(例如塑料膜)来保持板中的真空。纤维管60可在吹塑第二泡沫材料58之前定位在空腔中，或者纤维管可在吹塑过程期间与第二泡沫材料58混合。参考图6描述，第二泡沫材料58的多个区域可通过耦接到歧管的多个出入孔62被同时吹塑。接着，如上文参考图2所述，真空被施加到第二泡沫材料58。
[0017]板50和66提供提高的R值，同时仍提供集装箱10的结构。板50和66中的任一个可用于壁、顶板、底板、集装箱10的第一端或第二端。在第二端24,板50和66中的任一个可被并入到使得接达集装箱10内部的门。
[0018]图4是替代实施方案中的绝缘板70的截面图。板70包括外层52，其提供集装箱10的外表面。在不例性实施方案中，夕卜层52是金属板,但外层52可以由其它材料形成。内层54提供集装箱10的内表面。在示例性实施方案中，内层54是金属板，但内层54可以由其它材料形成。第一泡沫材料72定位在外层52和内层54内且与其相邻。在图4的实施方案中，第一泡沫材料72是闭孔泡沫材料。泡沫材料72可以是聚氨酯，但应理解可使用其它类型的闭孔泡沫材料。泡沫材料72可包括高R值气凝胶，其在泡沫材料72的两个部分混合期间并入(例如在催化剂部分中)或预先配制到泡沫材料72的两个反应部分的一个中。泡沫材料72中的气凝胶可以是硅石、碳、氧化铝或其它已知的气凝胶。
[0019]第二泡沫材料74定位在第一泡沫材料72的内部。第二泡沫材料74是开孔泡沫材料且可以是聚氨酯或其它类型的开孔泡沫材料。纤维管60嵌入在第二泡沫材料74和/或第一泡沫材料72内。纤维管60可具有各种尺寸。在例性实施方案中，纤维管60可以是碳纤维管，其具有60微米的内径、100微米的外径和变化的长度。纤维管60通过使第二泡沫材料58内的开孔互连而在第二泡沫材料74内提供排空通道。第二泡沫材料74中的通道改进了用于第二泡沫材料74的吹塑剂的排空。泡沫材料74还可包括高R值气凝胶，其在泡沫材料74的两个部分混合期间并入或预先配制到泡沫材料74的两个反应部分的一个中。泡沫材料74中的气凝胶可以是硅石、碳、氧化铝或其它已知的气凝胶。
[0020]可通过形成和固化第一泡沫材料72区段(具有或不具有气凝胶)且接着组装外层52与内层54之间的第一泡沫材料区段72来制造绝缘板70。第一泡沫材料72可被封围在气密障壁(例如塑料膜)中来保持板中的真空。接着，第二泡沫材料74 (具有或不具有气凝胶)通过一个或多个出入孔62被吹塑到第一泡沫材料72区段的空腔内部。纤维管60可在吹塑第二泡沫材料74之前定位在空腔中，或者纤维管可在吹塑过程期间与第二泡沫材料74混合。第二泡沫材料74的多个区域可通过耦接到集管的多个出入孔62被同时吹塑。
[0021]一旦第二泡沫材料74已经固化，则真空被施加到第二泡沫材料74来排空吹塑剂且在第二泡沫材料74的开孔中以及在由纤维管60形成的通道中形成真空。真空可施加到用来吹塑第二泡沫材料74的出入孔62。第二泡沫材料74中的气凝胶因气凝胶的开孔性质而有助于界定额外通道。板70可被密封以通过密封出入孔62使第二泡沫材料74中保持真空。或者，低成本的真空系统可通过出入孔62连续地排空第二泡沫材料74。真空还可被调节来仅在特定时间(例如只有当压缩机运行时)运行。
[0022]图5是替代实施方案中的绝缘板80的截面图。图5的实施方案类似于图4的实施方案，其中除去第一泡沫材料72。第二泡沫材料82被吹塑在外层52与内层54之间，其中纤维管60嵌入在第二泡沫材料82内。泡沫材料82可包括高R值气凝胶，其在泡沫材料82的两个部分混合期间并入或预先配制到泡沫材料82的两个反应部分的一个中。泡沫材料82中的气凝胶可以是硅石、碳、氧化铝或其它已知的气凝胶。结构构件64 (例如金属托架)固定到外层52和内层54的内部来为板提供增强的结构稳定性。
[0023]外层52和内层54由结构构件64在一个以上位置接合且第二泡沫材料82 (具有气凝胶)被吹塑在外层52与内层54之间的空腔中。空腔可内衬有气密障壁(例如塑料膜)来保持板中的真空。纤维管60可在吹塑第二泡沫材料82之前定位在空腔中，或者纤维管可在吹塑过程期间与第二泡沫材料82混合。参考图6描述，第二泡沫材料82的多个区域可通过耦接到歧管的多个出入孔62被同时吹塑。接着，如上文参考图2所述，真空被施加到第二泡沫材料82。
[0024]板70和80提供提闻的R值，同时仍提供集装箱10的结构。板70和80可用于壁、顶板、底板、集装箱10的第一端或第二端。在第二端24，板70和80可被并入到使得接达集装箱10内部的门。
[0025]图6描绘了用于排空如图2到图5中所示的绝缘板的示例性系统。图6描绘了板，例如板66，其中如上所述纤维管60嵌入在开孔泡沫材料58内。纤维管60连接到通过阀85与真空泵83流体连通的一个或多个歧管81。一旦开孔泡沫58已经固化，则真空泵83被致动以从开孔泡沫材料58抽吸气体。一旦在开孔泡沫材料58中建立真空，则阀85可被关闭。或者，真空可连续地或与其它系统组件(例如压缩机)同步地运行。
[0026]图7是实施方案中的绝缘板90的截面图。板90包括外层52，其提供集装箱10的外表面。在不例性实施方案中，夕卜层52是金属板,但外层52可以由其它材料形成。内层54提供集装箱10的内表面。在示例性实施方案中，内层54是金属板，但内层54可以由其它材料形成。第一泡沫材料56定位在外层52和内层54内且与其相邻。在图7的实施方案中，第一泡沫材料56是闭孔泡沫材料。泡沫材料56可以是聚氨酯，但应理解可使用其它类型的闭孔泡沫材料。
[0027]相变材料板92定位在第一泡沫材料56的区段内部。相变材料板92存储热能来有助于使货物12维持在所需温度。相变材料板92可由具有相对于(例如约等于或高于)货物12的所需运送温度界定的融点的材料制成。随着集装箱10内的温度升高，相变材料92将达到其融点，且在从固态转变成液态时吸收热量。在运送集装箱10之前，板90可预先冷却来使相变材料板92处于固态。这减小了制冷单元14的压缩机上的负载且能够吸收热量。
[0028]可通过形成和固化第一泡沫材料56区段、将囊封相变材料板92放置在第一泡沫材料56区段之间且接着将外层52和内层54安装到第一泡沫材料56来制造绝缘板90。或者，可通过形成和固化第一泡沫材料56区段且接着组装外层52与内层54之间的第一泡沫材料区段56来制造绝缘板90。接着，相变材料92通过一个或多个出入孔62被泵送到第一泡沫材料56区段的空腔内部。接着，出入孔62可被密封来使相变材料板92固定在板90内。
[0029]图8是替代实施方案中的绝缘板100的截面图。第二泡沫材料102定位在外层52与内层54之间。第二泡沫材料102是开孔泡沫材料(例如聚氨酯)，其包括相变材料粒子104 (例如约20微米大小)。结构构件64 (例如金属托架)固定到外层52和内层54的内部来为板100提供增强的结构稳定性。
[0030]相变材料粒子104存储热能来有助于使货物12维持在所需温度。相变材料粒子104可由具有相对于(例如约等于或高于)货物12的所需运送温度界定的融点的材料制成。随着集装箱10内的温度升高，相变材料粒子104将达到其融点，且在从固态转变成液态时吸收热量。在运送集装箱10之前，板100可预先冷却来使相变材料粒子104处于固态。这减小了制冷单元14的压缩机上的负载。
[0031]外层52和内层54由结构构件64在一个以上位置接合且第二泡沫材料102被吹塑在外层52与内层54之间的空腔中。第二泡沫材料102的多个区域可通过耦接到集管的多个出入孔62被同时吹塑。
[0032]板90和100提供提高的R值，同时仍提供集装箱10的结构。增加的总绝缘性能(更高效的R值)归因于由相变材料提供的热能存储容量和预定相变温度的组合作用。另外，板90和100的峰值热流量因相变材料的能量存储而减小。板90和100可用于壁、顶板、底板、集装箱10的第一端或第二端。在第二端24，板90和100可被并入到使得接达集装箱10内部的门。
[0033]虽然已经仅结合有限数量的实施方案来详细描述本发明，但是应容易理解本发明不限于这些公开的实施方案。更确切地说，可以修改本发明以并入之前未描述的任何数量的变化、改变、替换或等效配置，但其需与本发明的精神和范围相称。此外，虽然已经描述了本发明的各种实施方案，但应当理解本发明的方面可仅包括所述实施方案中的一些。因此，本发明不应被视为受限于上文的描述，而是仅受限于所附权利要求书的范围。
【权利要求】
1.一种气候控制货物集装箱，其包括: 至少一个板，其包括: 外层； 内层； 定位在所述内层与所述外层之间的泡沫材料；和 嵌入在所述泡沫材料中的多个纤维管。
2.根据权利要求1所述的气候控制货物集装箱，其中: 所述泡沫材料是开孔泡沫材料。
3.根据权利要求1所述的气候控制货物集装箱，其还包括: 另一泡沫材料，所述另一泡沫材料定位在所述外层与所述泡沫材料之间且所述另一泡沫材料定位在所述内层与所述泡沫材料之间。
4.根据权利要求3所述的气候控制货物集装箱，其中: 所述另一泡沫材料是闭孔泡沫材料。
5.根据权利要求1所述的气候控制货物集装箱，其中: 所述纤维管是中空纤维膜管。
6.根据权利要求1所述的气候控制货物集装箱，其还包括: 施加到所述泡沫材料的真空。
7.根据权利要求1所述的气候控制货物集装箱，其中: 在吹塑所述内层与所述外层之间的所述泡沫材料之后，所述纤维管嵌入在所述泡沫材料中。
8.根据权利要求1所述的气候控制货物集装箱，其中: 在吹塑所述内层与所述外层之间的所述泡沫材料之前，所述纤维管定位在所述内层与所述外层之间。
9.根据权利要求1所述的气候控制货物集装箱，其中: 所述泡沫材料包括气凝胶。
10.根据权利要求3所述的气候控制货物集装箱，其中: 所述另一泡沫材料包括气凝胶。
11.根据权利要求1所述的气候控制货物集装箱，其还包括: 歧管，其耦接到所述纤维管，所述歧管用于与真空泵耦接。
12.—种气候控制货物集装箱，其包括: 至少一个板，其包括: 外层； 内层； 定位在所述内层与所述外层之间的泡沫材料；和 相变材料，其定位在所述内层与所述外层之间。
13.根据权利要求12所述的气候控制货物集装箱，其中: 所述泡沫材料是闭孔泡沫材料。
14.根据权利要求12所述的气候控制货物集装箱，其中: 所述相变材料是定位在所述泡沫材料的区段之间的相变材料板。
15.根据权利要求13所述的气候控制货物集装箱，其中:所述相变材料板是放置在所述泡沫材料的所述区段之间的囊封相变材料板。
16.根据权利要求13所述的气候控制货物集装箱，其中:所述相变材料板在所述泡沫材料的所述区段之间泵送。
17.根据权利要求12所述的气候控制货物集装箱，其中:所述泡沫材料是开孔泡沫材料。
18.根据权利要求17所述的气候控制货物集装箱，其中:所述相变材料是嵌入在所述开孔泡沫材料中的相变材料粒子。
19.根据权利要求12所述的气候控制货物集装箱，其中:所述相变材料的融点是响应于所述货物集装箱的期望运送温度而预先确定。
20.根据权利要求12所述的气候控制货物集装箱，其还包括:制冷单元，其包括压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器。
【文档编号】B62D29/04GK104302561SQ201380026629
【公开日】2015年1月21日 申请日期:2013年3月19日 优先权日:2012年5月23日
【发明者】马子都 申请人:开利公司