整合式运输制冷单元的制作方法
【专利摘要】一种整合式运输制冷单元，其包括提供动力以驱动杆轴的发动机。所述杆轴驱动制冷剂压缩机和发电机，其两者都被封包在外罩内，且所述发电机被浸润在制冷剂中。在示例性实施方案中，整合式运输制冷单元还包括由所述杆轴驱动且安置在所述外罩外部的辅助发电机。在本实施方案中，所述辅助发动机产生电流以对电池充电并使风扇运转。
【专利说明】整合式运输制冷单元
[0001]发明背景
[0002]在现今世界，广泛的多种商品经由卡车、拖车和其它移动集装箱来运输。通常，需要控制这种移动集装箱内的环境。例如，通常期望控制集装箱内的温度和或湿度。在集装箱内提供空气流通也可能是有利的，以将集装箱内的空气与来自外部的空气进行交换，或将其它气体，如臭氧、二氧化碳或氮气引入到船运集装箱中，以便在集装箱内维持期望的环境。
[0003]为满足这些期望，移动集装箱通常利用运输制冷单元，其可附接到移动集装箱。通常，运输制冷单元包括电源，如柴油发电机。其也包括制冷剂回路，所述制冷回路包括压缩机，其用于将制冷剂流通通过蒸发器和冷凝器，和一个或多个鼓风机，其用于将空气流通到集装箱中以及在集装箱内流通且促进与制冷剂回路热交换。通常包括发电机以产生电力，以对风扇供电，且在一些情况中，还包括电池以存储能量，以在柴油发动机不运转时使风扇能够运转。
[0004]需要一种燃料消耗减少，物主成本降低，且大小减小的运输制冷单元。
发明概要
[0005]一种整合式运输制冷单元包括发动机，其提供动力以驱动杆轴。杆轴驱动制冷剂压缩机和发电机，其两者都被封包在外罩内，且发电机被浸润在制冷剂中。在不例性实施方案中，一种整合式运输制冷单元还包括辅助发电机，其通过杆轴驱动且安置在外罩的外部。在这个实施方案中，辅助发电机产生电流以给电池充电和使风扇运转。
[0006]附图简述
[0007]视作本发明的标的在说明书结论处的权利要求中被特别指出且被明确要求。本发明的前文和其它特征和优点从结合附图的下文【具体实施方式】中显而易见，在附图中:
[0008]图1是具有安置在发动机与压缩机之间的浸润发电机的整合式运输制冷单元的透视图；
[0009]图2是具有安置在发动机与浸润的发电机之间的压缩机的整合式运输制冷单元的透视图；
[0010]图3是示出具有高电压、交流电的风扇的示例性整合式运输制冷单元的示意图；
[0011]图4是示出具有直流电和交流电的风扇的组合的示例性整合式运输制冷单元的不意图；和
[0012]图5是示出具有直流电和交流电的风扇的组合和整合的高压电池组的示例性整合式运输制冷单元的示意图。
【具体实施方式】
[0013]参考图不，图1是具有安置在发动机120与压缩机130之间的浸润的发电机110的整合式运输制冷单元100的透视图。根据本实施方案，发动机120是内燃发动机，如柴油发动机或汽油发动机，且驱动输出杆轴(未不出)，浸润的发电机110和压缩机130直接率禹接到所述输出杆轴。驱动杆轴可对大气敞开或其可磁性地驱动。外罩140封包压缩机130和浸润的发电机110两者，且将大量制冷剂密封在外罩140内。制冷剂入口 150将制冷剂运载到外罩140以供压缩机130吸收和再压缩，且制冷剂出口 160将再压缩的制冷剂递送到高压冷却剂管线，以在蒸发器(未示出)中膨胀。
[0014]在外罩140内，压缩机130和发电机110两者被浸润在已经由制冷剂入口 150返回到外罩140的低压制冷剂中。被浸润之后，压缩机130和发电机110被制冷剂冷却。应注意，外罩140被密封以便保持制冷剂，且发电机110使用磁导线或适合浸润在制冷剂中的另一导线加以构造。在示例性实施方案中，单个杆轴由发动机120驱动，且永久磁铁固定到杆轴。绕组安置在外罩140内且在永久磁铁周围。随着发动机旋转杆轴，会在绕组中产生电流。在另一示例性实施方案中，感应发电机安置在驱动杆轴上，其中由于杆轴旋转而引发交流电。在两种情况下，压缩机130也被杆轴驱动，且包括通过杆轴旋转而轮转的一系列活塞。由于将发电机并入外罩内，运输制冷单元可制造得更紧凑，因为不再需要空间来将发电机定位在辅助杆轴上。此外，由于夹带空气以冷却发电机的需求减少，因此发电机可制造得更小。
[0015]图2是具有安置在发动机220与浸润的发电机210之间的压缩机230的整合式运输制冷单元200的透视图。因而，发电机210在压缩机230外侧。至于图1的运输制冷单元，发电机210和压缩机230直接耦接到发动机220的输出处。外罩240包围压缩机230和浸润的发电机210且将大量制冷剂密封在外罩240内。制冷剂保留在外罩240内以供压缩机230吸收和再压缩,且压缩机230和发电机210两者被浸润在已返回到外罩240的低压制冷剂中。因此，压缩机230和发电机210被制冷剂冷却。另外，外罩240被密封以保持制冷剂，且发电机210被构造以浸润在制冷剂中。至于图1中所示的实施方案，将发电机并入外罩内使运输制冷单元能被制造得更紧凑，因为不再需要空间来将发电机定位在辅助杆轴上。此外，由于夹带空气以冷却发电机的需求减少，因此发电机可制造得相对更小。
[0016]图3是示出示例性整合式运输制冷单元300的示意图。在本实施方案中，发动机320用单个杆轴330驱动整合式压缩机/发电机单元310。整合式压缩机/发电机单元310被密封在单个外罩内(图3中未示出)，其还被用作在已流动通过典型制冷循环之后(如已经过冷凝器和蒸发器以从冷却的空间提取热)返回压缩机的制冷剂的低压储器。在本实施方案中，杆轴330也使用皮带350或其它构件来驱动辅助发电机340以从杆轴330提取动力。辅助发电机340安置在单个外罩的外部，所述外罩用作返回到压缩机的制冷剂的低压储器。在示例性实施方案中，辅助发电机340是与整流器(即，DC交流发电机)耦接的交流发电机，以便产生DC电流以对单元电池360充电，且电流还可以直接用于控制箱370。控制箱370可在发动机320没有运转时从电池360直接汲取电流，或可当发动机320在运转时从辅助发电机340汲取电力。控制箱370包括逆变器(未示出)以在适合运转至少一个风扇380的电压下将DC电流转换成交流电流，所述风扇对可运输集装箱提供通风、流通、热传递。
[0017]在操作中，控制箱370可从可运输集装箱接收指示以确定是否以及如何运转风扇380和/或压缩机310。当期望运转风扇380时，控制箱370可从电池360汲取电力，只要其保留充足电荷即可。当电池360中的电荷状态不足以使风扇380运转时，控制箱370可命令发动机320运转，以便经由压缩机/发电机310提供电力，且对单元电池360再充电。类似地，当期望对可运输集装箱提供冷却时，控制箱370可命令发动机320运转，以便通过将制冷剂泵送通过其制冷循环组件而提供冷却。当发动机320在运转时，压缩机/发电机310产生电力以使风扇380运转，且交流发电机340产生电力以对电池360充电。
[0018]图4是示出具有直流电和交流电风扇的组合的示例性整合式运输制冷单元400的示意图。在本实施方案中，发动机420用单个杆轴430驱动整合式压缩机/发动机单元410。整合式压缩机/发电机单元410被密封在单个外罩内(未示出)，其还被用作在制冷剂已流动通过典型制冷循环之后(如已经过冷凝器和蒸发器以从冷却的空间提取热)返回压缩机的制冷剂的低压储器。在本实施方案中，杆轴430也使用皮带450或其它构件来驱动辅助发电机440以从杆轴430提取动力。辅助发电机440可包括耦接到整流器以产生DC电流的交流发电机(即，DC交流发电机)，以对单元电池460充电，且电流还可以直接用于控制箱470。控制箱470可在发动机420没有运转时从电池460直接汲取电流，或可当发动机420在运转时从辅助发电机440汲取电力。控制箱470包括逆变器(未示出)以在适合运转冷凝器风扇480的电压下将DC电流转换成交流电流，所述风扇对可运输集装箱提供热传递。控制箱470还提供电力到转换器490以在适合运转蒸发器风扇495的电压下提供DC电流，其对可运输集装箱提供热传递。
[0019]因而，本实施方案能使电力以多种形式递送以驱动不同组件。这在移动制冷应用中可为有用的，如可有利地利用直流电以驱动蒸发器组件，同时可优选地利用交流电以驱动冷凝器组件。由压缩机/发电机产生的交流电可用于驱动冷凝器风扇，而辅助发电机可被构造来提供DC电力以驱动蒸发器风扇。因而，本实施方案可被构造以便消除对单独整流器设备的任何需要，从而节省单元体积、重量和成本。
[0020]图5是示出具有直流电和交流电风扇的组合以及整合式高压电池组的示例性整合式运输制冷单元500的示意图。在本实施方案中，发动机520用单个杆轴530驱动整合式压缩机/发电机单元510。整合式压缩机/发电机单元510被密封在单个外罩内(未示出)，其还被用作在制冷剂已流动通过典型制冷循环之后(如已经过冷凝器和蒸发器以从冷却的空间提取热)返回压缩机的制冷剂的低压储器。在本实施方案中，杆轴530也使用皮带550或其它构件来驱动辅助发电机540以从杆轴530提取动力。辅助发电机540产生DC电流以对单元电池560充电，且电流还可以直接用于控制箱570。此外，压缩机/发电机510产生高压电流以由电池组充电器512使用来对高压电池组514充电。存储在高压电池组514中的电力可接着被控制箱570使用。
[0021]控制箱570可在发动机520没有运转时从电池560或从高压电池组514直接汲取电流。在示例性实施方案中，高压电池组可为产生约600伏特的商用电池组。当发动机520驱动系统时，控制箱570还可以从辅助发电机540或从压缩机/发电机510汲取电力，其被构造来产生高压电流。控制箱570提供电力到AC/DC转换器580，其在足够高的电压下产生电力或电流以驱动高压直流电风扇590。当发动机520没有运转时，来自高压电池组514的电力可用于驱动压缩机510。
[0022]虽然已结合仅仅有限数量的实施方案而详细描述本发明，但是应容易理解，本发明不限于这种公开的实施方案。相反，本发明可被修改来并入迄今尚未描述但是与本发明的精神和范畴相符的任何数量的变更、变动、取代或等效配置。此外，虽然已描述本发明的各种实施方案，但是应理解，本发明的方面可包括仅一些所描述的实施方案。因而，本发明不被视作受到前述描述所限制，而是仅受到随附权利要求的范畴所限制。
【权利要求】
1.一种整合式运输制冷单元，其包括提供动力以驱动杆轴的发动机，由所述杆轴驱动的制冷剂压缩机，和由所述杆轴驱动的整合式发电机，其中所述压缩机和所述整合式发电机两者被封包在外罩内，且其中所述整合式发电机被浸润在制冷剂中。
2.根据权利要求1所述的整合式运输制冷单元，其还包括由所述杆轴驱动且定位在所述外罩外部的辅助发电机，所述辅助发电机产生电流以对电池充电并使风扇运转。
3.根据权利要求1所述的整合式运输制冷单元，其中所述整合式发电机安置在所述发动机与所述压缩机之间。
4.根据权利要求1所述的整合式运输制冷单元，其中所述压缩机安置在所述发动机与所述整合式发电机之间。
5.根据权利要求1所述的整合式运输制冷单元，其中所述发动机是内燃发动机。
6.根据权利要求1所述的整合式运输制冷单元，其中所述压缩机直接耦接到所述杆轴。
7.根据权利要求1所述的整合式运输制冷单元，其中所述杆轴是磁性驱动的。
8.根据权利要求1所述的整合式运输制冷单元，其还包括固定到所述外罩内的所述杆轴的多个永久磁铁，和安置在所述永久磁铁周围的绕组，以便当所述杆轴旋转时产生电流。
9.根据权利要求1所述的整合式运输制冷单元，其还包括安置在所述驱动杆轴上的感应发电机，其中由于所述杆轴旋转而弓丨发交流电。
10.根据权利要求1所述的整合式运输制冷单元，其还包括辅助发电机，所述辅助发电机定位在所述外罩外部且由通过所述杆轴驱动的皮带而驱动。
11.根据权利要求10所述的整合式运输制冷单元，其中所述辅助发电机产生电流以对电池充电，其中所述电池耦接到控制箱，其中所述控制箱被构造来提供电力以驱动风扇。
12.根据权利要求11所述的整合式运输制冷单元，其中所述控制箱包括逆变器以在适合运转所述风扇的电压下将直流电转换成交流电。
13.根据权利要求11所述的整合式运输制冷单元，其中所述控制箱被构造来从可运输集装箱接收信号并基于所述信号运转所述风扇。
14.根据权利要求11所述的整合式运输制冷单元，其中所述控制箱被构造来命令所述发动机运转以便导致所述辅助发电机提供电力以对所述电池充电。
15.根据权利要求11所述的整合式运输制冷单元，其中所述控制箱被构造来命令所述发动机运转以便导致所述压缩机通过将制冷剂泵送通过一组制冷循环组件而提供冷却。
16.根据权利要求1所述的整合式运输制冷单元，其中所述整合式发电机被构造来产生电力以运转风扇。
17.根据权利要求1所述的整合式运输制冷单元，其还包括一个或多个直流电风扇和一个或多个交流电风扇。
18.根据权利要求11所述的整合式运输制冷单元，其中所述控制箱将电力提供到电力转换器，且其中所述电力转换器在适合运转蒸发器风扇的电压下提供直流电。
19.根据权利要求1所述的整合式运输制冷单元，其中所述整合式发电机被构造来产生适合对高压电池组充电的高压电流。
【文档编号】F04B35/00GK103649539SQ201280033735
【公开日】2014年3月19日 申请日期:2012年6月29日 优先权日:2011年7月7日
【发明者】R.A.乔普科, R.T.潘兹克 申请人:开利公司