一种无源温控箱的制作方法

本实用新型涉及冷链的技术领域，尤其是一种可以提供温度控制的托盘箱。

背景技术：

在冷链物流中，常常使用温控托盘箱装运一些对温度有苛刻要求的物品，例如必须维持在特定温度范围内的药物、疫苗、生物样本等。这些物品的装载和运输过程中，都需要维持在比周遭环境更高或更低的稳定温度范围内。为此，基于现有技术，市面上已经开发出了各种不同的隔热箱。通常，这些隔热箱有两个主要种类：有源托盘箱和无源托盘箱。

有源托盘箱利用电池或其他外接电源控制箱内温度，整个系统往往更为繁杂且昂贵。无源托盘箱可以在没有任何电池或电力供应的情况下维持内部温度，整个系统简单且轻便。然而，无源托盘箱通常只能维持五到七天的温度控制。因此，如何提高无源托盘箱所能提供的温控续航已成为冷链领域中技术难题。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，提高无源托盘箱的温控续航，本实用新型提供一种新型的无源温控箱，具体如下：

一种无源温控箱，包括构造为具有一开口和腔体的隔热容器、覆盖所述开口以使所述腔体与所述容器的外部隔绝的隔热密封门，所述腔体内部设置温度调节件，用于改变所述腔体内的气体温度；所述容器的内壁沿纵向方向设置导管，使所述导管的第一气口朝向于所述腔体的底部，而所述导管的第二气口朝向于所述腔体的顶部。

进一步地，在温控箱中，包围形成所述容器的外壁和所述隔热密封门的外壁由第一绝热层制成；第二绝热层附贴于所述第一绝热层朝向所述腔体的表面，形成所述腔体的内壁。

进一步地，所述第一绝热层的内侧边、顶边和底边纵向或横向地设置Z型封条；其中，所述Z型封条的下部固定连接于所述第一绝热层，而通过中部与下部连接的上部则朝向所述第一绝热层中心，以在所述第一绝热层朝向所述腔体的表面上形成容置槽。所述容置槽可以起固定边缘之作用。其中，所述容置槽用于接纳所述第二绝热层，以使所述第二绝热层能够滑动地脱离与所述第一绝热层的附接。

进一步地，所述温度调节件可以是冷却源，也可以是热源，其包括第一相变材料组和第二相变材料组；所述第一相变材料组和所述第二相变材料组横向设置于所述腔体内，将所述腔体隔开为第一装载空间和第二装载空间；其中，所述第一相变材料组靠近于所述腔体的顶部，低于所述导管的第一气口(例如，出气口)。所述第二相变材料组位于所述第一相变材料组下方，但高于所述导管的第第一气口(例如，进气口)，以使两者之间形成所述第一装载空间；所述第二相变材料组与所述腔体底部之间形成第二装载空间。

进一步地，所述第一装载空间内邻近于所述第二相变材料组，高于所述导管的第一气口(例如，进气口)的位置设置第一托盘支撑架；所述第二装载空间内邻近于所述腔体底部的位置设置第二托盘支撑架。

进一步地，所述第一相变材料组包括多个第一相变材料层，所述第一相变材料层通过第一支架附接于所述导管朝向所述腔体的一侧；所述第二相变材料组包括多个第二相变材料层，所述第二相变材料通过第二支架附接于所述导管朝向所述腔体的一侧。

进一步地，所述第一相变材料组包括设置于其下方的第一相变材料组支撑架，用于支撑所述第一相变材料组；所述第一相变材料组支撑架通过铝件铆接固定于所述导管朝内的表面；所述第二相变材料组包括设置于其下方的第二相变材料组支撑架，用于支撑所述第二相变材料组；所述第二相变材料组支撑架通过铝件铆接固定于所述导管朝内的表面。

进一步地，所述第一相变材料层包括对向设置的第一相变材料板以及所述第一相变材料板之间形成的第一空气隙；所述第二相变材料层包括对象设置的第二相变材料板以及所述第二相变材料板之间形成的第二空气隙。

进一步地，第一相变材料组包括至少两个堆叠设置的第一相变材料层，所述第二相变材料组包括至少两个堆叠设置的第二相变材料层；其中，堆叠设置的第一相变层之间形成有第一间隔；堆叠设置的第二相变层之间形成有第二间隔。

进一步地，堆叠设置的所述第一相变材料层之间的第一空气隙相互交错，堆叠设置的所述第二相变材料层之间的第二空气隙相互交错。

进一步地，所述隔热密封门铰接至所述容器，且所述隔热密封门与所述开口通过门封覆盖至所述开口，以可活动地密封住所述容器，将所述腔体与所述隔热容器的外部隔离。

进一步地，所述导管在设有第一气口的第一端可滑动地套接有第一气口调节件，所述第一气口调节件包括在设置所述第一气口的轴线方向上用于改变气体流通方向的导流部和与所述导流部相邻的第一调节口；其中，所述第一调节口朝向于所述腔体内部。所述导管在设有第二气口的第二端可滑动地套接有第二气口调节件，所述第二气口调节件包括在设置所述第二气口的轴线方向上用于改变气体流通方向的导流部和与所述导流部相邻的第二调节口；其中，所述第二调节口朝向于所述腔体内部。优选地，所述调节口上覆盖滤网。

腔体内的自然对流是由于温差而致的。由于冷空气比暖空气更重，因此当腔体内上方的空气由于相变材料的冷却而下沉时，将通过物品装载空间，并将排挤下方的暖空气。受到排挤的暖空气将从导管最低端的入口进入，并沿导管上升，而后通过导管顶端的出口排出至腔体上方。排至上方的暖空气将再次快速地接触相变材料并受冷却而下沉，以此循环，使得箱体内的冷空气自然对流，更好地将箱体内的物品维持一定的温度范围。同时，构成箱体内外壁采用了双层绝热，并且整个箱体使用气密设计，大大强化了温控箱的保温能力。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1是本实用新型一种实施例中温控箱的立体结构示意图。

图2是本实用新型一种实施例中温控箱(无顶壁)俯视图。

图3是本实用新型图2中的温控箱沿A-A线的断面视图。

图4a是本实用新型实施例中图3中的温控箱沿B-B线的断面视图；图4b 是图4a中第二相变材料组支撑架所在部分的放大示意图。

图5是本实用新型实施例中的Z型封条的结构示意图。

图6是本实用新型实施例中的相变材料层上相变材料板的布置示意图。

图7本实用新型实施例中的气口调节件的结构示意图。

图8是本实用新型实施例中的气口调节件的平面示意图。

图9是本实用新型实施例中的气口调节件的装配示意图。

图10是本实用新型实施例中的导管的结构示意图。

图11是本实用新型实施例中的外框架的结构示意图。

图示标号：

1、温控箱；11、容器；111、第一绝热层；112、第二绝热层；113、外覆层； 114、外框架；115、内覆层；116、Z型封条；117、容置槽；12、腔体；121、第一装载空间；122、第二装载空间；13、导管；131、第一端；132、第一气口； 133、第二端；134、第二气口；135、第一气口调节件；1351、导流部；1352、第一调节口；1353、滤网；136、第二气口调节件；1361、导流部；1362、第二调节口；1363、滤网；14、隔热密封门；141、第一绝热层；142、第二绝热层；15、第二托盘支撑架；16&18、温度调节件；16、第一相变材料组；161、第一相变材料层；1611、第一相变材料板；1612、第一空气隙；162、第一支架；163、第一间隔；164、第一相变材料组支撑架；17、门封；18第二相变材料组；181、第二相变材料层；1811、第二相变材料板；1812、第二空气隙；182、第二支架； 183、第二间隔；184、第二相变材料组支撑架；19、第一托盘支撑架。

具体实施方式

为使本实用新型实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施方式中的附图，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”、等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

参照图1至图4，在本实用新型的实施例中提供一种温控箱1，该温控箱1 包括构造为具有一开口(未标出)和腔体12的容器11、覆盖开口以使腔体12 与容器11的外部隔绝的隔热密封门14。腔体12内设置温度调节件16&18，用于改变腔体12内的气体温度。容器11的内壁沿纵向方向设置导管13，使导管 13的第一气口132朝向于腔体12的底部，而导管13的第二气口134朝向于腔体12的顶部。

如图所示，在本实施例中，容器11为方正的六面体结构，具有正表面、后表面、左表面、右表面、上表面以及下表面六个表面。其中，容器11的正表面为开口。在本实施例中，通过隔热密封门14覆盖该开口，以使容器11的内部空间与外部完全隔绝。而容器11的后表面、左表面、右表面、上表面以及下表面则分别由容器壁拼接而成。可以理解，当隔热密封门14封闭时，其也可以视为温控箱的容器壁，在此，例如，正面的容器壁。如图2所示，容器壁可以包括第一绝热层141和第二绝热层142，其中第一绝热层141靠近外壁方向，而第二绝热层则设置于腔体12与第一绝热层141之间。通常，如图所示，第二绝热层142贴附于第一绝热层141朝向腔体12的表面上。可以理解，第一绝热层141 和第二绝热层142可以由绝热材料(thermal insulation material)制成。例如，第一绝热层141优选为由硬聚氨酯制成，而第二绝热层142优选为真空绝热板 (Vacuum Insulated Panels,VIP)。当然，在其他实施例中，本领域技术人员还可以根据需要，采用如下可选的绝热材料或其组合作为上锁的第一绝热层或第二绝热层，包括：VIP、硅石空气凝胶、PU硬质发泡材料、PU软质发泡塑料、XPS 硬质发泡材料、EPS硬质发泡材料、弹性发泡材料、PVC硬质发泡材料、PE软质发泡材料、EPP硬质或软质发泡材料、石棉、矿棉、羔羊毛、煅制氧化硅、珠光体、云母片、玻璃纤维、泡沫玻璃、或其他任意合适的绝热材料。

如图2所示，在本实施例中，导管13设置于温控箱的内壁上，即包括容器 11的内壁，也包括隔热密封门14的内壁。如图2所示，腔体内沿纵向的内壁(正、后、左、右)上可以等间隔地设置多个导管13。在本实施例中，正表面(隔热密封门)和后表面的内壁上各自设置有三个导管13，相邻导管之间保持一定距离，且优选地将中间导管于设置于表面中心线处。左表面和右表面的内壁上各自设置有四个导管13，相邻导管之间保持一定距离，且优选地沿表面中心线两边对称分布。

如图2所示，在本实施例中，在第一绝热层141靠近于容器外部的表面上还可以固定设置外覆层113，作为第一绝热层141的外壁，用以保护第一绝热层 141。外覆层113可以再固定于温控箱的外框架114，例如，优选为如图11所示的铝制外框。在第二绝热层142靠近于腔体内部的表面上可以设置内覆层115，作为第二绝热层142的内壁，用以保护第二绝热层142。

继续如图2所示，隔热密封门14与容器11正表面的开口形成配合时，隔热密封门14完全覆盖容器11正表面的开口，并且，在隔热密封门与该开口周缘设置有门封17，用于加强隔热密封门14与该开口的密闭性。可以理解，门封 17为绕所述开口边缘设置的弹性材料。在本实施例中，门封17选用耐久性强且对于高低温都有较强抗性的材料制成，优选为EPDM。但在其他实施例中，也可以选用TPE或硅胶。在本实施例中，隔热密封门14可以通过铰接与容器11 进行连接，也可以采用其他的附接方式。本领域的现有技术中已有多种门和容器的配合方式，因此在此不再赘述。

此外，由于真空绝热板(VIP)在结构和尺寸上的特性，在将其作为复合板(例如，此处的第一绝热层141和第二绝热层142组成的复合板)的一部分进行安装时往往较为困难。以此，在第一绝热层靠近腔体一侧沿边缘设置Z型封条。在本实施例中，如图2所示，Z型封条在第一绝热层141的两个边缘沿纵向设置，通过Z型封条的特殊构造，在第一绝热层141靠近腔体一侧的表面上方形成容置槽117。如图7所示，Z型封条116包括上部1161、下部1163、以及连接上部1161和下部1163的中部1162。在本实施例中，中部1162与上部1161 和下部1163垂直。在装配时，将Z型封条116的下部1163固定连接于第一绝热层141的边缘，同时使上部1161朝向第一绝热层141的中心。可以理解，下部1163可以通过胶粘或机械固定方式，例如铆接、螺钉连接等方式，而上部1161 则为自由端，不需要进行固定。在本实施例中，优选地将下部1163的端部与第一绝热层的边缘对齐设置。依此装配，在第一绝热层141的上方形成有Z型封条116的上部1161、中部1162以及第一绝热层靠近腔体一侧的表面所围成的容置槽117。容置槽117用于接纳第二绝热层142，以使第二绝热层142能够简单地滑动附接至或脱离第一绝热层141。通过这样的结构，使得真空绝热板在受损时，可以进行便捷地更换。

如图2-4所示，温度调节件可以包括第一相变材料(PCM,Phase Change Material)组16和第二相变材料组18。应该说明的是，在本实用新型中，由于倾向于无源温控，因此使用相变材料。但在其他实施例中，也可以使用其他可以调节腔体12内气体温度的控件，例如通过电源控制的加热片等。本实用新型对此并不做具体限制。在本实施例中，第一相变材料组16和第二相变材料组18 两者间隔地横向设置于腔体12内，将腔体12隔开为第一装载空间121和第二装载空间122。在本实施例中，第一相变材料组16靠近于腔体12的顶部，第二相变材料组18位于第一相变材料组16下方，但高于所述导管的第一气口(例如，进气口)，以使两者之间形成第一装载空间121.第二相变材料组18与腔体 12底部之间形成为第二装载空间122。可以理解，第一相变材料组16靠近腔体 12的顶部，但与腔体12的最顶点之间仍保留一定距离。在本实施例中，第一相变材料组16靠近腔体12的顶部，但仍低于导管13的第二气口134。相变材料组16&18用于对腔体12内的空气进行温度调节(冷却或升温)，通常表现为在温度不变的情况下改变物质状态并能提供潜热。在本实施例中，根据相变材料的物质特性，腔体12内的空气经过相变材料组16的上层后，温度下降，进而冷却第一装载空间121中的装载货物。空气下沉时继续经过相变材料组18的上层，其温度继续下降，并冷却第二装载空间122中的装载货物。由于冷空气在下降过程中总比其路径上的暖空气更重，因此，其路径上的暖空气在冷空气的下降过程中将受到冷空气的排挤而至腔体12的底部，并最终被排挤到导管13 的第一气口(进气口)132。由上方的暖空气变冷下沉，因此被排挤到导管13 的底部暖空气便通过导管13上升并经由导管13的第二气口(出气口)134排到腔体12上方。以此循环，通过温度差在腔体内制造自然对流。可以理解，上述过程是可逆的。例如，腔体12内底部的空气经过相变材料组16&18而变为暖空气。暖空气上升并排挤腔体上方的冷空气，使得腔体上方的冷空气被排挤到导管13的第二气口(进气口)134，并由于腔体上下方的气压差而经过导管的第一气口(出气口)132排到腔体下方，以此形成自然对流。腔体内形成自然对流后，使得腔体内的温度可以更均匀地覆盖至腔体内的每个角落，使得腔体的温度变化更为细微，进而延长温控箱的温控续航。

继续如2-4所示，第一装载空间121内邻近于第二相变材料组18、高于所述导管的第一气口(例如，进气口)的位置设置第一托盘支撑架19，用于承载物品。第二装载空间122内邻近于腔体12底部的位置设置第二托盘支撑架15，用于承载物品。

还是如图2-4所示，在本实施例中，第一相变材料组16包括多个第一相变材料层161，第一相变材料层161通过第一支架162附接于导管13朝向腔体12 的一侧；第二相变材料组18包括多个第二相变材料层181，第二相变材料层181 通过第二支架182附接于导管13朝向腔体12的一侧。第一相变材料组16还包括设置于其下方的第一相变材料组支撑架164，用于支撑第一相变材料组16；所述第一相变材料组支撑架通过铆接固定于所述导管朝内的表面。其中，铆接的方式优选通过铝件铆接。第二相变材料组包括设置于其下方的第二相变材料组支撑架184，用于支撑第二相变材料组18。所述第二相变材料组支撑架通过铆接固定于所述导管朝内的表面。其中，铆接的方式优选通过铝件铆接。在本实施例中，如图2-4以及图6所示，第一相变材料层161可以包括对向设置的第一相变材料板1611以及第一相变材料板之间形成的第一空气隙1612。更进一步地，在本实施例中，第一相变材料层161包括四个第一相变材料板1611，四个第一相变材料板1611彼此间间隔设置，形成类似中文字“田”的布局。在本实施例中，以第一相变材料板1611在所述隔热密封门14至所述容器后表面方向上的间隙为第一空气隙1612。第二相变材料层181的布局于此类似，同样包括四个第二相变材料板1811，四个第二相变材料板1811彼此间隔设置，形成类似中文字“田”的布局。在本实施例中，以第二相变材料板1811在所述隔热密封门14 至所述容器后表面方向上的间隙为第二空气隙1812。应当理解的是，尽管在此实施例中所描述的相变材料板为“田”字布局，但在其他实施例中，也可以是其他的布局方式，相变材料板之间设置空气隙以实现空气流通即可。本实用新型对此不做限制。

如图2-4所示，本实施例中可以堆叠设置多个第一材料层161和多个第二材料层181。多个第一材料层161之间以第一间隔163进行设置。同时，如图4和图6所示，相邻的第一材料层161的第一空气隙1612并不在同一条线上，而是交错的。这样的设计，增大了空气流经相变材料层时所接触的表面积，进而提升相变(温度调节)效果。多个第二材料层181之间的设置与多个第一材料层 161的设置相似，彼此间以第二间隔183进行设置，在此不再赘述。

如图7-10所示，导管13在设有第一气口132的第一端131可滑动地套接有第一气口调节件135。应当理解，在本实施例中，第一气口调节件135可滑动地与第一端131进行连接。但在其他实施例中，也可以使用其他的连接方式，例如，固定连接，乃至于通过铆钉进行固定连接。本实用新型对此不做限制，只要能使第一气口调节件135连接至第一端131的方式即可。当然，在本实施例中，优选为固定连接。下文中所述的第二气口调节件也类似于此处所述，之后不再赘述。第一气口调节件135包括在设置第一气口132的轴线方向上用于改变气体流通方向的导流部1351和与导流部1351相邻的第一调节口1352。可以理解，导流部1351用于将腔体内的气体流通方向由水平方向转变为竖直方向，以使气体更好地进入导管13内部。其中，第一调节口1352朝向于腔体内部，以便空气进入。优选地，该导流部1351为45°斜上结构，以引导空气通过第一调节口1352进入导管的第一气口132。由于第一气口调节件135可滑动地设置在导管13的第一端131，因此可以通过滑动第一气口调节件135，改变第一调节口1352和导管13的第一端131的距离，进而调节第一调节口1352的开放程度。同理，导管可以在设有第二气口134的第二端133可滑动地套接有第二气口调节件136。其中，第二气口调节件136包括在设置第二气口134的轴线方向上用于改变气体流通方向的导流部1361和与导流部1361相邻的第二调节口 1362。可以理解，导流部1361用于将腔体内的气体流通方向由水平方向转变为竖直方向，以使气体更好地进入导管13内部。第二调节口1362朝向于腔体12 内部。优选地，在部分实施例中，第一调节口1352和第二调节口1362上可以覆盖设置滤网1353、1363。

以上所述仅为本实用新型的优选实施方式而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。