冷蔵輸送手段に搭載された液化ガスのためのタンク内に正圧を生じさせるための方法および装置、冷蔵輸送手段のための冷却システム、および、冷蔵輸送手段
【課題】
【解決手段】本発明は、液化ガスのための気化器（１）を備えた冷蔵輸送手段（２）に搭載された液化ガスのためのタンク（５）内に正圧を発生させるための装置および方法に関する。上述した気化器（１）は、液化ガスのための流路（４２）を介してタンク（５）に流体を流すように接続されている。バルブ（４９）は、流路（４２）に配置されている。本発明の方法は、バルブ（４９）を開けて液化ガスをタンク（５）から流路（４２）へ出す工程、液化ガス成分を流路（４２）内に残してタンク（５）へ逆流可能なようにバルブ（４９）を閉じる工程、および流路（４２）内の液化ガス成分を加熱する工程を有する。
【解決手段】本発明は、液化ガスのための気化器（１）を備えた冷蔵輸送手段（２）に搭載された液化ガスのためのタンク（５）内に正圧を発生させるための装置および方法に関する。上述した気化器（１）は、液化ガスのための流路（４２）を介してタンク（５）に流体を流すように接続されている。バルブ（４９）は、流路（４２）に配置されている。本発明の方法は、バルブ（４９）を開けて液化ガスをタンク（５）から流路（４２）へ出す工程、液化ガス成分を流路（４２）内に残してタンク（５）へ逆流可能なようにバルブ（４９）を閉じる工程、および流路（４２）内の液化ガス成分を加熱する工程を有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液化ガスのための気化器を装備した冷蔵輸送手段に搭載された液化ガスのためのタンク内に正圧を生じさせるための装置および方法に関する。気化器は、液化ガスのための流路を介して流体を流すようにタンクに接続されている。バルブは、流路に配置されている。冷蔵輸送手段のための冷却システム、および冷蔵輸送手段は、少なくとも１つの冷却チャンバー、液化ガスのためのタンク、および液化ガスの気化、および冷却チャンバーへの冷気の放出のための気化器を有する。気化器は、液化ガスのための流路を介して流体を流すようにタンクに接続されている。バルブは、流路に配置されている。
【背景技術】
【０００２】
約３０年間、輸送手段の冷却には、窒素を用いたマルチチャンバーが利用されてきた。このタイプの方式は、低温転送（ＣＴ）の名称ですでに知られている。低温転送方式は窒素を真空断熱容器に入れて低温に保ち、液体の状態で輸送手段に積んで運ぶ必要がある。冷やしたい時は、この窒素をそれ自体の圧力によってパイプを経由して抜き取り、冷却チャンバー内に直接吹き付ける。この方式は、非常に単純で安定しているのみならず、冷却能力が周囲の温度に影響されず常に一定に保たれ、原理的にスプレーノズルの吹き付け能力にのみ制限される。この結果、食材配送交通に使用され、冷却稼動中に頻繁にドアを開閉される低温転送冷却貨物車両は、冷却品質においてかなり有利である。特に、気温が高い夏は、機械的冷却設備が性能の衰えた凝縮機と気化器の着氷を伴って奮闘しなければならない時に、低温転送方式は、効率、信頼性、および性能の点で優位性を実証している。ドアを開けた後、参照温度にわずか数秒で元に戻る。
【０００３】
しかしながら、この方式にも不利な点はある。冷却チャンバー内に吹き付けたガスのいくらかは室外に排気ガスとしてもれ出るため、窒素の消費量が比較的多いことである。例えば、冷凍食品チャンバーを冷凍するなら、排気ガスの温度は−３０℃から−４０℃のオーダになる。また安全のため、積荷空間に入る前に完全な換気が必要な事も不利な点である。この場合、不必要な多量の暖気が積荷空間に入る。温度は明らかに急速に低下し始めるが、より多くのエネルギーを消費するため、必要以上のコスト高になる。カーテン等の保冷システムに慣例的に取り付けられている設備は、換気を損なう危険な方法であるため、低温転送冷却車両の場合、むしろ不適当である。
【０００４】
欧州出願０８２６９３７は、チャンバーを冷却するための冷却ユニットについて述べている。
【０００５】
欧州出願１５９３９１８は、冷却チャンバー内に低温液化ガス気化器を配置した熱交換器を有する冷蔵輸送手段のための間接的冷却手段に関する。
【０００６】
液化低温窒素は、常圧において７７Ｋの温度を有する。この場合蓄えられている冷気は、２つの成分として存在している。即ち、７７Ｋで液体から気体へ相の過渡変化する成分と、７７Ｋから排気ガス温度へのガス相温度の上昇と同時発生する吸収熱の成分である。気化のエンタルピーと特殊な潜熱という２つの成分は、通例として近似的にほぼ同じ大きさである。
【０００７】
冷蔵輸送手段の冷却チャンバーへ蓄えられた冷気を送るために、タンクに貯蔵され、輸送手段上でタンクから熱交換器の気化器へ運ばれる液化ガスを、モーター駆動式ポンプの働きによって供給する方法は公知である。
【０００８】
タンク上部に配置された気化器に液化ガスを供給する際に、タンク内の液相上に発生する蒸気圧を利用する技術も公知である。
【０００９】
冷却システムの安心な運転を確実にするためには、タンク内の圧力が大きく正圧になっていなければならない。そのためにはタンク内温度が、タンク内圧力における液化ガスの沸点温度より顕著に高くなっていなければならない。温度が上昇し続けることは、液化ガスに蓄えられた冷気の成分が利用できないことを意味する。そのうえ通例として、新たな液化ガスをタンクに入れ替えてすぐには、冷却に使用できない。なぜならその時点では、タンク内で既定の圧力が発生していることを保証するには、温度が低すぎるためである。熱力学的観念とは一致しないが、タンク内部に電熱部品を使用することは明らかに可能である。比較的障害にさらされ集中保守点検が必要になるが、モーター駆動式ポンプの使用は明らかに熱力学的観念に沿っている。
【発明の開示】
【００１０】
この発明の目的は、冷蔵輸送手段に搭載された液化ガスのためのタンク内に正圧を発生させるための方法および装置、冷蔵輸送手段のための冷却システム、および冷蔵輸送手段を提案することにあり、これにより、冷蔵輸送手段の安心、安全、効率的な運転を可能にすることである。
【００１１】
独立請求項に示しているように、この目的は達成され、適切な方式の要求に応じて個々に利用するか複合的に合わせて利用できる、更なる効果的な実施例、更なる発達、および優れた形態は、以下の記述と従属請求項に示されている。
【００１２】
液化ガスのための気化器を備えた冷蔵輸送手段に搭載された液化ガスのためのタンク内に正圧を発生させるための本発明の方法によると、上記気化器が液化ガスのための流路を介して流体を流すように上記タンクに接続され、上記流路の途中にバルブが配置され、液化ガスが上記タンクから出て上記流路内へ送り込まれるように上記バルブを開く工程と、液化ガスの成分が上記流路内に残り且つ上記タンク内へ逆流可能にするよう上記バルブを閉じる工程と、上記流路内の上記液化ガス成分を加熱する工程と、を有する。
【００１３】
冷蔵輸送手段は、冷蔵製品を受け入れる少なくとも１つの冷却チャンバーを有する。特に、この輸送手段は、例えば−２５℃から−１８℃の温度で特に固く凍った製品のための第一の冷却チャンバーと、特に４℃から８℃で冷やす生鮮品のための少なくとも１つの冷却チャンバーを有する。冷却チャンバーは、徒歩で容易に接近でき、および、あるいは、小さくても２０００リットルの内容量を有する。例えば液体窒素や液体二酸化炭素が液化ガスとして使用し得る。特にタンクは断熱構造となっており、例えば真空断熱(超断熱)か発泡ジャケットが使われている。
【００１４】
バルブの上流に位置する、タンクと気化器の間の流路部分は、液化ガス成分の加熱および気化に利用される。この方法によると追加的なエネルギー消費となるタンクの内部加熱はもはや必要とされない。このような流路は、局所的な電熱部材として利用される。流路内の液化ガスの加熱を可能にするには、流路のバルブは、直にタンクに据え付けてはならず、さらに下流に配置しなければならない。この流路は、特にタンクの排出口、およびこの排出口の下流に配置されたバルブを有する。排出口とバルブ間の流路の区域において、タンク内のガスの高い正圧によって、タンク内ガスの蒸気圧によってタンクから液化ガスを流出させることができる。このため、タンク内における高い正圧が不要となる。バルブを閉じることによって、この区間に存在する液化ガス成分は、流路内に封じ込められる。この流路に存在する液化ガス成分は、タンクへもどすことができ、また、この流路の気化による圧力上昇はタンクにまで及ぶ。液化ガスの加熱およびそれに伴う気化は、液体からガス相への推移による液化ガスの膨張を引き起こし、タンク内は正圧になる。そして、タンク内で発生する正圧は、液化ガスをタンクから気化器へ押し出す力になる。
【００１５】
バルブの上流路に液化ガス成分が残っている時間、すなわち液化ガスが加熱されている時間は、特に短くても１０秒とか、特に短くても３０秒とか、例えば短くても１００秒とかいう時間である。バルブを開けている時間は、１秒から１００秒にできるが、たとえば２秒から２０秒である。バルブの断続的な動作および、バルブの閉状態とタンクからの液化ガスの移動による温度変動のため、タンクの排出口とバルブの間の流路内で静止状態になる事はない。バルブ開閉の工程でタンク内部に圧力が発生する。これに連携して、バルブ開で液化ガスが流路を流れ出し、バルブ閉と流路の加熱で液化ガスは気化する。このようにして流路内に圧力が発生され、そしてタンク内にもまた圧力が発生する。
【００１６】
気化器は、熱交換器として構成され、それにより液化ガスの冷気は直接ではなく間接的に冷蔵輸送手段の冷却チャンバーを冷やす。
【００１７】
バルブを閉じた時、タンクの容積に対して少なくとも１／１５００とか、特に少なくとも１／７００とか、例えば少なくとも１／３００の容積の液化ガスがバルブの上流路内に効果的に封じ込められる。この程度の容積の液化ガスが流路にあると、気化させた時にタンク内にもたらすのに十分な圧力が発生する。
【００１８】
タンク内部を望む圧力のレベルにするため、バルブの開閉を数回繰り返すことができる。
【００１９】
１回のバルブの開閉で得られる圧力より、数回の工程段階の繰り返しでタンク内に発生する圧力の方を高くできる。
【００２０】
流路に留まっている液化ガス成分のうち少なくとも１０％とか、特に少なくとも２０％とか、例えば少なくとも５０％または８０％が、加熱工程で気化する。効果的に流路に残っている液化ガスは、完全に気化する。
【００２１】
上述した加熱は、大気の熱を上述した流路に作用させることによって実施できる。この大気の熱は、流路と共に液体ガスを熱する。この目的のため、上述した流路の断熱は、十分な熱入力が常に保証されるような方法で選択可能である。例えば、上述したタンクと気化器との間の流路は、例えば真空断熱や発泡ジャケットによって断熱され、液化ガスの流路の外側で熱架橋が設けられる。この熱架橋は、流路の特定の領域か区間に据え付けられる。熱入力、特に熱伝達係数が、流路上で、例えば熱架橋において、調整および／或いは変化可能であることが有効である。熱入力の調整可能性は、正圧を発生させる際の特に正確な制御の可能性を提供する。
【００２２】
熱を生出させる必要がなく、むしろ大気から熱が与えられるので、上述した方法は、上述した従来の方法より少ないエネルギーで済む。また、この方法は、電動ポンプのような複雑な機器を必要とせずに、特に信頼性の高い動作が可能となる。
【００２３】
タンクから重力方向に沿ってより高い位置にある冷蔵輸送手段の気化器へ液化ガスを供給する本発明の方法によると、上記気化器が、流れを許容する方法で、液化ガスのための流路を介して、上記タンクに接続されており、バルブが、上記流路の途中に配置されており、この発明の方法によって上記タンク内に正圧を発生させる工程と、上記バルブ開いて、上記正圧によって、上記液化ガスが上記気化器内へ押し込まれることを許容する工程と、を有する。
【００２４】
液化ガスのための気化器を備えた冷蔵輸送手段に搭載された液化ガスのためのタンク内に正圧を発生させるためのこの発明の装置によると、上記気化器が液化ガスのための流路を介して流体を流すように上記タンクに接続され、上記流路の途中にバルブが配置され、液化ガスのためのタンク内に正圧を発生させるための本発明の方法を実行するための制御手段を有する。
【００２５】
圧力を発生させる構造のため、装置は、信頼性の高い動作を保証するように、頑丈な設計が可能である。この装置は、タンク内に正圧を発生させる特に経済的な手段とすることができる。
【００２６】
バルブの上流の流路における容積は、タンクの容積に対して、特に少なくとも１／１５００、特に少なくとも１／７００、または、例えば少なくとも１／３００である。
【００２７】
ここで言う上流とは、バルブからタンクに向かう方向を意味する。液化ガスの流れの方向は、冷却中の液化ガスの流れの方向によって決まる。すなわち、この方向は、タンクから気化器および熱交換器に向かう方向である。
【００２８】
上述した流路は、特に、断熱性を持っている。また、この流路は、バルブの上流に熱架橋を持つことができる。この熱架橋は、熱伝達係数および／或いは冷伝達係数が規定および調整可能なように、効果的には、種々の構造にできる。
【００２９】
少なくとも１つの冷却チャンバー、液化ガスのためのタンク、および液化ガスの気化と上記冷却チャンバーへの冷気の放出のための気化器を有する冷蔵輸送手段のためのこの発明の冷却システムは、上記気化器が液化ガスのための流路を介して流体を流すように上記タンクに接続され、上記流路の途中にバルブが配置され、正圧を発生するためのこの発明の装置を有する。この冷却システムは、その高い効率および高い動作信頼性によって特徴付けられている。
【００３０】
この発明の冷蔵輸送手段は、この発明の上述した冷却システムを有する。
【００３１】
さらに効果的な実施例およびさらなる開発が、個別に利用でき、または必要に応じて適切な方法で互いに組み合わせることができ、それらは、以下に示す図面に基づいて説明される。これらの図面は、発明を限定するものではなく、実施例として示してある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
図１は、冷却モジュール１０を備えたこの発明の冷蔵輸送手段２の側面図であり、冷却モジュール１０は、冷蔵輸送手段２の前面５０上部に取り付けられている。冷却モジュール１０は、断熱タンク５から液化ガスが供給される気化器１と熱交換器３０（図２参照）を有する。タンク５は、断熱ジャケット、好ましくは真空ジャケット或いは発泡ジャケットを装着しており、冷却モジュール１０に液体を通すように接続されている。タンクは、冷蔵輸送手段２の下部１２に取り付けられている。
【００３３】
図２は、冷却チャンバー４、９の外側に配置された気化器１を示し、この気化器１は、液化ガスの気化によって発生される冷気を冷却チャンバー４、９から取り込んだ空気に作用させるための熱交換器３０の一部を構成している。冷却チャンバー４、９内に収容された物品（ここでは図示せず）は、冷却された空気２７によって冷やされる。気化器１は、液化ガス流路４２によって、タンク５に対し、液体を通すように接続されている。気化器１によって気化されて熱せられた排出ガスは、排出パイプ６を介して、大気中に放出される。タンク５は、気化器１の下に配置されている。タンク５には、僅かに正圧状態で、８０Ｋ程度の温度の液体窒素が貯蔵されている。タンク５内部の正圧は、液化ガスをタンク５から気化器１へ送り出すことに利用される。多量のガスをタンク５から流出させる場合、または液化ガスをタンク５内に充填した後、タンク５内に圧力を生じさせるため、圧力増強手段１３として、好ましくはタンク加熱装置がタンク内に配置されている。この圧力増強手段１３によって、液化ガスを局所的に加熱して気化させることができる。圧力増強手段１３の制御バルブは、冷却モジュール１０内の圧力制御装置３８に配線４３を介して電気的に接続されている。タンク５内部の圧力は、圧力制御装置３８によって調整される。冷却チャンバー４は、冷凍製品用に設けられ、−２５℃から−１８℃に設定される。例えば、著しく低い温度（−６０℃）に設定することもできる。冷却チャンバー９は、生鮮品用に設けられ、＋４℃から＋１２℃に設定される。冷気は、冷却チャンバー４、９とその外側に配置された熱交換器３０との間にある通風機８によって送風される。この目的のため、冷却チャンバー４、９は、複数の流通路７を介して、熱交換器３０と流体を通すように接続されている。冷却チャンバー４、９は、冷却チャンバーハウジング３によって取り囲まれている。冷却チャンバーハウジング３は、断熱構造である。冷却モジュール１０は、冷却チャンバーハウジング３の外側に配置され、ここでは、矩形に形成されている。冷却モジュール１０も、また、断熱構造を有する。
【００３４】
冷却モジュール１０は、相分離器２４を有しており、この相分離器２４を介して、気化器１で気化されなかった液化ガスの成分が、気化されたガスの成分から分離可能となる。そして、分離され気化されなかった液化ガス成分が気化器１に戻される。熱交換器３０、或いは気化器１は、電熱器２８を有しており、気化器１に付着し、或いは熱交換器３０内にあるいかなる氷でも取り除くことができる。このような凍結の解除は、電熱器２８を動作させる代わりに、或いは電熱器２８の動作に加えて、冷却チャンバー４からの空気を再循環させることでも効果的に実施できる。この場合、空気は、上述した氷、熱交換器３０、および溶解のエンタルピーからの特別な熱により冷やされる。このため、再循環が、冷却チャンバー４、９内への熱入力をもたらすことはない。冷却チャンバーからの空気が水の氷結点より高い温度で運用されて戻される場合、冷却チャンバーが、摂氏０℃より低い温度で運用されるのも事実である。これは、凍結解除の間中、複数の流通路７を閉じる事が可能なため出来ることで、冷却チャンバー４、９と熱交換器３０とが熱的に遮断されるからである。特に、この方法により、気化器１または熱交換器３０に対するエネルギー効率の高い凍結解除が可能となる。冷却モジュール１０、正確には気化器１または熱交換器３０は、冷却システム、特に熱交換器３０および気化器１の気密試験のための手段２０を付加的に装備している。この目的のため、気化器内部または熱交換器３０内部の種々の箇所に、圧力センサ３５と温度センサ３７が設けられており、熱交換器３０と気化器１内部の圧力変化と温度変化が経時的に測定される。この方法によって、特に、気化器１または熱交換器３０の流路の閉じられた区間で正圧が安定して残っているかどうか、または漏洩のため圧力が下がっているのかどうかを判定できる。温度センサの働きによって、熱交換器３０或いは気化器１内のいずれに液相が存在するかを知ることができる。例えば、気密試験は、冷蔵輸送手段２を停止している夜間に実施できる。これによって、この高精度な測定は、都合の良い方法として受け入れられる。
【００３５】
図３は、パイプ１４が斜めから見える、気化器１の斜視図である。このパイプ１４の内部で液化ガスが気化し、その外側表面上を冷却のための空気３９が流れる。パイプ１４は、少なくても幾つかの部分で長手軸１９を有する。気化器１には、相分離器２４が装備されており、パイプ１４を通過した気化していない液化ガス成分が、相分離器２４を介して、気化ガスと分離されてパイプ１４へ戻される。パイプ１４の入口側２６は、パイプ１４の出口側２５より重力方向に沿って低い位置にある。相分離器２４の戻り流路４０は、相分離器２４の供給流路３６の下に配置されている。凍結解除によって溶融した水を受ける捕集タンク３１(図１０参照)は、気化器１の下に配置されている。熱交換器３０または気化器１を特に小型な設計にするため、複数のパイプ１４は、折り曲げられ、湾曲してコイルされ、またはメアンダ状に巻かれた形状とすることができる。
【００３６】
図４は、図３の熱交換器３０の側面図である。図５は、この熱交換器３０の平面図である。
【００３７】
図６は、パイプ１４の詳細を示す平面図である。パイプ１４は、長手軸１９に沿って延びている。パイプ１４は、外周に複数のフィン１７を有する。これら複数のフィン１７は、特殊な工程でパイプ本体から直にプレス成型されている。言い換えると、これら複数のフィン１７は、実質的にパイプ１４の製造工程における部品である。これら複数のフィン１７は、パイプ１４のパイプ壁２３に溶着可能である。パイプ１４および複数のフィン１７は、特に、銅によって形成されている。液化ガスの気化および加熱によって生じる冷気から冷却対象の空気３９への特に効果的な熱の伝達は、上述した複数のフィン１７の働きによって実現する。これら複数のフィン１７は、単位体積あたりの表面積を増大するため、および冷却対象となる空気３９に乱気流を発生させるため、波状に起伏を持たされている。この結果、冷気の解放と転移が増大される。
【００３８】
図７は、図６のパイプ１４の断面を示す立体的な斜視図である。パイプ１４は、パイプ壁２３を有し、その周囲に起伏のある複数のフィン１７が配置されて取り付けられている。これら複数のフィン１７は、パイプ壁２３に半田付けが可能である。フィン１７による凍結解除を容易にするため、複数のフィン１７の間には、それぞれ電熱手段２８が設けられている。電熱手段２８は、電流を流すことで加熱される複数本の電気的絶縁ワイヤーによって構成されている。乱流の発生のため、或いは液化ガスと気化されたガスの放射分離のための複数の構成部品１８が、パイプ１４の内部に導入されている。これら複数の構成部品１８は、複数の整流部材２１として考えられており、星状の断面を持つ棒状部品２２としてパイプ１４の内部に挿入することができる。複数の整流部材は、特に、パイプ壁２３に半田付け或いは溶着できる。パイプ１４内の上述した複数本の棒状部品２２は、長手軸１９に沿って位置を変えられる。この方法によって、パイプ壁２３と液化ガスの液滴の間に形成される気化層の厚さが減少される。液化ガスがパイプ１４を流れるとき、棒状部品２２のねじれ構造によって、液化ガスが、パイプの壁２３の内側に向かって押し付けられる。また、構成部品１８は、渦を巻く構造４１を有し、パイプ１４内部で液化ガスに渦を巻く運動を与える働きをする。パイプ１４内部で渦を巻く現象は、液化ガスとパイプの壁２３の間の気化層の厚さを減らし、その結果、液化ガスと暖められたガスから冷却対象となる空気３９への冷気の転移効率が高くなる。複数の整流部材は、パイプの壁２３とは異なる材料で形成でき、例えば、プラスチックによって形成できる。複数の整流部材２１を熱伝導率の高い材料で製造し、高い熱伝導率を確実にするような方法でパイプの壁２３に接続すると、効果的である。複数の整流部材２１とパイプの壁２３との間の熱伝達抵抗は、例えば半田付けや溶接によって減少可能である。熱伝達抵抗を可能な限り低くするには、液化ガスに含まれる冷気のフィン１７への可能な限り直接的な伝達を確実にする事が効果的である。
【００３９】
図８は、図６および図７のパイプ１４をその長手軸１９に垂直な面で切断した断面図である。複数の構成部品１８は、ねじられて星形にされた複数の整流部材２１が棒状部品２２としてパイプ１４の内部に挿入されている。棒状部品２２の断面は、パイプの壁２３に半田付けされた５本の放射状の腕を持つ星形に示されている。放射状の腕は、それぞれ、棒状部品上に起伏や表面のデコボコを形成した渦を巻く構造４１を持っている。パイプ１４内の乱流は、整流部材によって、および整流部材上の渦を巻く構造４１によって、増大され、その結果、液化ガスからフィン１７へ、さらに冷却対象となる空気３９への冷気の改良された伝達が達せられる。
【００４０】
図９は、フィン１７を持たないパイプ１４の実施例を示している。この実施例は、ねじられた平たいパイプに関し、パイプ１４は、その長手方向に沿って変化するパイプの内側断面を有する。パイプ１４の内側断面は、好ましくは円形、楕円形、或いは顕著な楕円形であり、パイプ１４の長手方向に沿ってねじられている。特に、第１のパイプ位置１５におけるパイプの第１の内側断面を、第２のパイプ位置１６におけるパイプの第２の内側断面の上に投影した面は、パイプの内側断面の３０％に満たない。２つのパイプ位置１５、１６は、この場合、長手軸１９に沿って１００ｍｍずれている。液体（外側）と気体（内側）の遠心分離が、ねじれたパイプ１４を通る流れによって生出され、液化ガスとパイプの壁２３の熱的接触が強まる。
【００４１】
図７の実施例においてパイプ１４内で複数の乱流を発生するためパイプ１４内部に複数の整流部材２１が設けられているのに対し、図９の実施例において描かれているようなパイプは、流れによって１つの乱流を生じせしめるため、特に、ねじられたり起伏が付けられたりしている。
【００４２】
図１０は、熱交換器３０のための熱交換器用ハウジング２９を示す。このハウジング２９は、凍結解除によってしたたる水を受けて排出路（図示せず）を介して排出するため、熱交換器３０の内部に組み込む捕集タンク３１と考えられている。捕集タンク３１は、氷を溶融できる付加的な加熱部材３２を有する。熱交換器用ハウジング２９は、冷却対象となる空気３９や冷却された冷気２７のための複数の流通路７を有する。熱交換器用ハウジング２９は、この場合、凍結解除によって生じる水の侵入を阻止できる縁３４のある排出口３３を有し、その結果ファンによって冷却チャンバー４、９内に水が吹き込まない。この手段によって、溶融した水による複数の流通路７に対する氷着を特に効果的に防止できる。水の浸入を防ぐ縁は、例えば、スカート、迷路構造、または水の進入をそらす板の形状とすることができる。
【００４３】
図１１は、内側が見える形の立体斜視図として、例えば、図１のように冷蔵輸送手段に使用可能な種類の冷却モジュール１０を示す。通風機８、相分離器２４、およびパイプ１４を集合して配置することで、特にコンパクトな外形を達成できる。
【００４４】
図１２は、圧力制御手段３８を有する本発明の冷却システムの概略図を示している。この圧力制御手段３８は、電動ポンプの使用に頼ることなくタンク５から気化器１へ液化ガスを送り込む目的で設けられている。この冷却システムは、冷却システム４５、熱交換器３０、または気化器１の気密試験のための手段２０を有する。気化器１は、液化ガスの流路４２を介した流れを許容するような方法でタンク５と接続されている。液化ガスは、タンク５内部で生じる圧力によって、流れ５４の方向に、流路４２内に送り込まれる。タンク５内部の圧力を上昇させるため、バルブ４９によって流路４２が閉じられる。これにより、流路４２内の液化ガス成分が、バルブ４９の上流側、すなわちバルブ４９とタンク５の間で、流路４２の温度上昇によって、気化される。バルブ４９は、また、入口バルブとして設計されている。流路４２は、２重壁真空断熱（超断熱）または発泡ジャケットのような断熱手段を有することができる。一般法則として、このような断熱にもかかわらず、熱入力は、バルブ４９上流の流路４２内にある十分な液化ガス成分を気化して、タンク５内部の圧力を上昇させるのに充分である。特別な場合において、バルブ４９の上流に位置する流路４２に、必要な熱入力を架橋して処理する熱架橋５１を設けることが適当である。この熱架橋５１は、流路４２の断熱性を減少させることによって形成でき、これにより、熱架橋が、流路４２の特定の区域に設けられるとともに、熱伝達係数に関係する種々の方法で効果的に配置される。バルブ４９が間歇的に開かれて、液化ガスが流路４２内で流れ５４の方向に力を受け、熱交換器３０の内部へ送り込まれる。バルブ４９の間歇的な動作のため流路４２内で安定した状態が生じることはなく、バルブ４９の閉塞状態およびタンク５からのガスの除去により、バルブ４９上流の流路４２内温度が上下に変動する。
【００４５】
タンク５内に十分な圧力を形成するため、バルブ４９の上流でタンク５の開口までの流路４２の容積は、少なくともタンク５の容積の１／１０００程度である。熱交換器は、冷却チャンバー容器３の内部に配置され、冷却された空気２７を冷却チャンバー４へ放出する。この目的のため、冷却チャンバー４内の空気は、モーター５２によって駆動される通風機８の働きで再循環される。冷却チャンバー４内において、温度変動を測定するため、温度センサ３７が第１の位置４６に設けられている。冷却チャンバー４内部の温度が１分間に５℃を超える割合で不意に低下した場合、第１の警告信号が発せられる。この第１の警告信号は、冷蔵輸送手段２のオペレータに対し、冷却システム４５が漏洩している可能性があることについて注意を喚起する。同じ目的で設けられた追加の温度センサ５３は、冷却チャンバー４内部の追加の第１の位置４６に設置可能である。
【００４６】
モーター５２は、電気モーターとして動作可能であり、或いは気化ガスを用いて動作可能である。液化ガスは、バルブ４９の下流側において、気化器１と熱交換器３０を通って追加バルブ５５まで運ばれる。そして、気化されたガスは、排出パイプ６を介して排出ガス５６として大気中に放出される。バルブ４９と追加バルブ５５の間の流路４２の流路区間５７は、２つのバルブ５５、４９の働きによって閉じることができる。この場合、特に、流路区間５７が気密状態であれば、正圧を封じ込める事ができる。流路区間５７の第２の位置４７には圧力センサ３５が設けられ、この圧力センサ３５は、流路区間５７内の経時的な圧力変化を記録する。もし、バルブ５５、４９の間に封じ込められている正圧が設定値より下がったり、この正圧が設定した参照値、例えば１分間に０．２バールを超える割合で急速に変化したりする場合、第２の警告信号が発せられる。上述した第１の警告信号とこの第２の警告信号は、インジケーター装置４４（図２参照）を介して、冷蔵輸送手段２のドライバーに表示される。上述したバルブ４９、追加バルブ５５、圧力センサ３５、および温度センサ３７、５３は、上述した熱交換器３０、気化器１、および冷却システム４５の気密試験のための手段２０を構成する。また、追加バルブ５５は、排出ガスバルブとして設計されている。
【００４７】
少なくても２つの熱交換器３０と少なくても２つの気化器１が効果的に使用されて、凍結解除と冷却をかわるがわる実施する。この方法によって、大きな動作信頼性が達せられる。また、この手段によって、熱交換器３０および気化器１への氷着に対する能動的な凍結解除の結果として生じるエネルギーコストが削減される。
【００４８】
熱交換器の材料の選択のため、同質材料の組み合わせが使用されるべきである。アルミニウム製か銅製の熱交換器は、低温技術分野における運用が証明されている。他の適した材料の適用が可能であっても、製造技術の問題で、銅製パイプおよび銅製フィンからなる同質材料の選択を実施することが好ましい。本実施例において、複数本の熱交換器用のパイプは、好ましくはフィン付きパイプとして使用され、このフィン付きパイプは、同質の銅により構成され、その外側表面に複数の銅製フィンを有する。これら複数のフィンは、他の方法によって、上述した外側表面に対し、半田付け、溶接、かしめ、接着、或いは取り付けが可能である。これら複数のフィン１７は、圧延工程によってパイプ素材から好ましくはプレス加工され、そして、上述した外側表面に起伏を付ける。このフィンの起伏は、最後の圧延工程で製作される。パイプを通る横方向の層状の流れが生じた場合、上述した起伏形状は、フィン１７の間に乱気流を生じ、この乱気流は、積極的に、空気側により高い熱伝達率を与える。圧延されたフィン１７は、好ましくは、上述した外側表面に沿ってらせん状に巻かれる。この場合、フィンとフィンの間隔は２ｍｍから１０ｍｍあり、好ましくは３ｍｍである。しかしながら、これらフィン同士の距離は、他の距離にすることもできる。複数のフィン１７を備えた複数のパイプ１４は、好ましくは、両端のフィンで保持される。端部のフィンは、複数の孔が開いた板として理解され、これら複数の孔にパイプとパイプの継手がそれぞれ通される。これら複数の孔の周りには、複数のスロットが、両端のフィンを貫通して形成されている。これら複数のスロットは、端部のフィンの取り付け点に関し、それぞれの場合において、複数本のパイプが個々に移動可能となるように設けられている。上述したパイプの両端は、好ましくは、上述した端部のフィンを超えて突き出ている。好ましくは銅で形成された両端のフィン、および複数本のフィン付きパイプの複数のパイプ継手は、好ましくは半田付けによって、上述した両端のフィンに固着される。上述した両端のフィンから突出した、複数のフィンを備えた複数本のパイプ１４の両端は、複数の銅製の複数の管或いは複数の架橋部材を介して互いに接続されている。
【００４９】
液体窒素から複数本のパイプへの熱の伝達の初期の段階において、熱交換器の複数のパイプ内で、液体から気体への物理的状態の相変化が起こる。この物理的状態変化の間中、液体−気体混合物の反応が薄い層で起り核沸騰が起こる。複数のパイプ内における核沸騰の結果として、液体の加速が生じることが経験上わかっている。この液体の加速は、流れの方向に沿って液体より前に形成された気泡によって起きる。
【００５０】
上述した気化器１において、結果として生出した小さな複数の気泡がたちまち大きな複数の気泡に結合され、これら大きな気泡の前にある液体の柱を、体積変化の結果による爆発的な割合で、熱交換器のパイプを通して進ませる。この工程を通して、上述した複数の熱交換器において、液化ガスから上述したパイプの壁２３への熱の不十分な伝導しか起きない。
【００５１】
上述した熱交換器３０において、複数の熱交換器パイプの内部における最も均一な気化の可能性、およびこの方法における熱伝達係数の増大を許容する複数の構成部品がパイプ１４内に組み込まれている。この最適化を達成するため、複数の流れ成形部品または複数の整流部材２１が、複数のパイプ１４内部に挿入されており、常に液体がパイプ壁２３の内側表面に沿って流れる事を確実にしている。棒状部品２２は、例えば、パイプの横断面をｎ個の部分に長手方向に分割するために利用される。これらの部分は、丸を分割した形状を成し、これら分割された部分の角度は、パイプの中心から始まってパイプの内側表面まで延びている。これら分割された部分は、パイプの内側に可能な限り大きな空間的容積を持ち得る形状にすべきであり、他の幾何的形状も採用できる。好ましくは、パイプの内側に置かれた星形によって５つの放射状の形状が採用される。この星形部材は、パイプの長手軸に対してねじられている。すでに述べたように、熱交換器のパイプに入った時、液体窒素は、気泡が形成されて自身の体積が変化することによって加速される。ｎ本の放射状の腕を持った棒状部品２２の長手軸１９に対するねじれまたは位置の変化は、パイプ１４内に複数の流通路を生じさせ、これら複数の流通路は、パイプの壁２３の内面に沿ったコイルの形状を呈する。ｎ本の放射状の腕を持った棒状部品２２の位置の変化は、パイプ１４の全長にわたって長手軸１９に対して請け負わせることができる。しかしながら、複数の流通路は、ねじれた後でも、パイプ内に存在しなければならない。上述した内部部品は、長手軸１９に沿って１メーターあたり２回から１０回、好ましくは３回ねじられている。ｎ本の放射状の腕がある棒状部品２２のねじれは、遠心力によって加速された流体をパイプ内面に押し付け、パイプに沿って送る。液体とパイプ内面との間の温度差に起因して、液体窒素の物理状態は、核沸騰によって変化される。この方法によって、熱伝達係数は、顕著に増大される。液化ガスは、比較的短い距離送られた後、ほとんどすっかり気化される。
【００５２】
熱交換器内にある全てのパイプ１４は、液体窒素で充填され得る。好ましくは、２つのパイプ１４に液体窒素が充填される。液体窒素が充填された熱交換器内にある複数本のフィン付きパイプは、好ましくは、重力方向に沿って最上部にある複数のパイプである。排気口側の重力方向に沿って最も高い位置にある２つのパイプは、液体を充填する目的で使われる。この方法によって、冷却対象の空気の流れと窒素の流れとの間の逆方向の流れが、交わる流れに重ねられる。
【００５３】
好ましくは、流体が充填されてねじられた星形部品が内部に配置されたフィン付きパイプ１４の下流側に、相分離器２４が接続される。相分離器２４は、パイプ内面と接触せずに、或いは不十分な接触しかせずに、気化しなかった、いかなる液体をも集める。複数の相分離器は、好ましくは、水平圧力容器として構成されている。入り口側パイプは、好ましくは、鉛直上方に面した容器表面から短い距離だけ下がった位置で、端面を通って配管される。複数の出口側パイプは、入口側パイプの反対側にあり、出口側パイプは、好ましくは、むしろ下にある容器表面より短い距離だけ重力方向上方の位置で、端面を通って配管される。
【００５４】
相分離器２４の働きは、同伴された液体成分を集めて、この集めた液体成分を、フィンを有する後続のパイプ（フィン付きパイプ）の上述した下方の出口側パイプを通して熱交換器へ戻すことである。気化されずに集められたいかなる窒素も、好ましくは、排気側の重力方向に沿って最も低い位置にある２本のフィン付きパイプへ戻される。
【００５５】
ねじられて内部に置かれた棒状部品２２を備えた下流のフィン付きパイプ１４は、窒素ガスのための予備加熱器として働く。窒素ガスを規定されている排出ガス温度まで加熱するため、ｎ本のパイプを下流側に接続可能である。好ましくは、６本のパイプが予備加熱器として使われ、この場合、相分離器からの２本の戻りパイプも、その数に含まれる。
【００５６】
好ましくは、熱交換器も、また、予備加熱器としてのみ使用可能である。この目的のため、入り口におけるガス温度は、冷却予定のチャンバー内の空気の温度よりかなり低くすべきである。
【００５７】
パイプ１４の内部から凍結解除のための熱入力をすることが、工程技術の理由から、不可能であるため、電熱手段が設けられている。この凍結解除のための加熱は、いかなる氷着をも消散し得る。特に、この場合生じる−１９６℃から＋１００℃への温度変動は、特別な特性を有する加熱法とパイプを必要とする。凍結解除のための電気的加熱手段には、好ましくは、少なくても２本から４０本、例えば９本の銀メッキ銅縒り線が必要とされ、それぞれの場合に於いて銅縒り線の直径を０.１ｍｍから０.５ｍｍ、例えば０.２５ｍｍにすることができる。これら銅縒り線は、電気的絶縁性を与えるため、ポリテトラフロロエチレン（ＰＴＦＥ）のようなポリマーで出来た被覆に入っている。ＰＴＦＥ被覆を備えた銀メッキ銅縒り線が、フィン付きパイプのベースまで、複数のフィン１７の間でらせん状に巻き付けられており、それにより、各フィン１７とフィンのベースの間で、フィン付きパイプの銅と加熱ケーブルとの間に接触が達成される。この方法によって、熱交換器全体の凍結解除のための均一な熱分布が可能である。
【００５８】
熱交換器全体にわたる空気の流れを規定するため、熱交換器用ハウジング２９がカバーフードとして設計されており、このカバーフードは、一方で、結露水の捕集タンク３１として機能し、他方で、熱交換器３０内における空気の流路を確保する。加えて、熱交換器用ハウジング２９は、目的とする様式に従って空気の抜き取り方向を決める。空気の抜き取り方向は、熱交換器のフードに複数の破壊部位を設ける処置により、前方に、又は任意に左に右に、又は左と右同時に、必要に応じて設定できる。つまり、フードの複数の破壊部位のうち所望する空気の抜き取り方向を指し示す破壊部位が、求めに応じて即座に破壊されて開かれる。例えばポリスチレンとポリエチレンを組み合わせたプラスチックなどで出来た熱交換器ハウジングが、大きな温度差のため、好ましくは選択される。このような素材の組み合わせは、その小さな熱変形によって特徴付けられている。さらに、このような材料は、即座に成形でき、外面への結露を避けるための内側の断熱の可能性を備えている。
【００５９】
熱交換器および正確には気化器は、効果的には、液化ガスの気化のための熱の伝達を最適化するための装置、特に、低温液体窒素のための装置を備えており、この装置は、空気冷却器として機能する。このため、熱交換器および特に気化器は、らせん状に巻かれた起伏のあるフィンを外側に有する複数本のフィン付きパイプを備えている。この場合、熱交換器のパイプとフィンの素材の組み合わせは、特に、同質の金属により形成されている。これら同質の材料は銅にできる。特に、フィン付きパイプの内側では、パイプの横断面をｎ個に分割する整流部材が用いられる。これら複数の分割された部分は、丸の分割された部分の形状を成し得、および／或いは、１つの丸の分割された部分は、角度を持ってパイプの中心からパイプの内面まで延びることができる。パイプの内側に最も大きい空間的容積を効果的に形成する他の幾何形状も適用可能である。多方に放射状に延びる断面形状を内側の断面形状に採用するのが効果的であり、特に、内部に配置された星形断面の形状をした５本の放射状の断面形状を採用するのが効果的である。フィン付きパイプの内部に配置された構造物の断面形状を長手軸に対して変形させる特別な選択があり、その結果として、パイプの中心に向かってだんだん細くなるらせん状の流通路がパイプの内部に形成される。フィン付きパイプの内部にあるこのような整流部材は、パイプの横断面を少なくとも１度分割できる。効果的には、少なくとも１度パイプの横断面を分割するフィン付きパイプの内部にある整流部材は、少なくとも２つのらせん状の流通路がパイプの内部に形成されるようにらせん状にねじられている。液体窒素が充填される上述した複数のパイプは、効果的には、排気側の重力方向に沿った最上部の複数のパイプである。上述した複数のフィン付きパイプは、効果的には、それぞれの場合において、その両端で、銅製の端部のフィンに半田付けされる。水平相分離器２４は、圧力容器として、上述した端部のフィンに形成および／或いは溶着可能である。上述した相分離器２４へ挿入される入口側パイプは、圧力容器の表面から下に短い距離だけ離れた上述した端面の上部領域で、相分離器内へ導入可能である。出口側パイプは、圧力容器の表面より上方に僅かに離れた位置で、相分離器の端面の低い領域から配管可能である。熱交換器のプラスチック部品は、圧縮成形または引抜き成形により、熱可塑性プラスチック(好ましくはポリエチレン、ＰＥ)から形成可能である。ポリスチレン／ポリエチレンの材料の組み合わせは、高い温度差の見地から、そして断熱の必要性から、効果的である。
【００６０】
本発明に密接に関わる多種多様な追加の実施例が以下に述べられる。個々の実施例は、それぞれの場合において個々に適用可能であり、言い換えると、互いに独立しており、或いは必要に応じて互いに組み合わせることができる。また、これらの実施例は、既に説明した実施例と組み合わせることもできる。
【００６１】
動作の信頼性、エネルギー効率の信頼性の観点から、特に効果的な可動冷蔵輸送手段２は、少なくとも１つの冷却チャンバー４を収容した冷却チャンバーハウジング３、液化ガスのためのタンク５、冷却チャンバー４へ冷気を解放する際に液化ガスを気化するための気化器１、および、気化されたガスのための排出パイプ６を有する。上述した気化器１は、冷却チャンバー４の外側に配置されている。上述した気化器１からの冷気は、効果的には、複数の流通路７を介して、冷却チャンバー４から気化器１へ運ばれ、または気化器１から冷却チャンバー４へ運ばれた冷却された空気へ解放される。特に、この目的のため、冷却チャンバー４の外側に通風機８が設けられ、それに関連して、通風機８と気化器１が冷却モジュール１０として冷蔵輸送手段２に取り付け可能である。冷蔵輸送手段２は、特に、少なくても０℃より低く、特に−１０℃より低い温度にするための少なくとも１つの第１の冷却チャンバー４、および、０℃より高く、特に＋４℃から＋１０℃の間の温度にするための少なくとも１つの第２の冷却チャンバー９を１つ有する。気化器１は、冷蔵輸送手段２の上方領域１１、特に屋根或いは正面に配置可能である。タンク５は、冷蔵輸送手段２の下方領域１２、特に冷蔵輸送手段２の下側に配置可能である。タンク５には、特に、圧力増強手段１３を伴う圧力制御装置３８が設けられている。圧力増強手段１３は、例えば、液化ガスを気化器１へ送り出す電熱手段である。効果的には、冷却システム、特に、気化器１の気密試験手段２０が設けられている。必要とする加熱エネルギーは、大気温熱から取り込み可能である。
【００６２】
可動冷蔵輸送手段２の冷却チャンバー４を冷却するための効果的な方法は、以下の工程を有する。即ち、液化ガスをタンク５から移動させて冷却チャンバー４の外側に配置された気化器１へ供給する工程、冷却のための冷気の流れを冷却チャンバー４から除去する工程、気化器１内で液化ガスを気化させて、冷気の流れを冷却するための冷却成分の少なくとも一部を利用する工程、および、冷却された冷気の流れを冷却チャンバー４内へ導入する工程を有する。
【００６３】
冷気の高い利用率を達成する目的で、液化ガスのためのタンク５を有する冷蔵輸送手段２のための特に効果的な熱交換器３０は、液化ガスの流れの受け入れ、および液化ガスの少なくとも一定量の気化のための少なくとも１つのパイプ１４を有し、パイプ１４は、少なくともいくつかの区間で、長手軸１９を有する。また、熱交換器３０は、液化ガスのための入口２６、および少なくとも部分的に気化されたガスのための出口２５を有する。そして、出口２５には、排出パイプ６が、流れを許容するような方法で接続されている。また、パイプ１４内部には、乱流の発生を目的とし、或いは液相と気相の放射状の分離を目的とした複数の構成部品１８が配置されている。パイプ壁２３上のガスインターフェース層の厚さは、乱流によって減少され、この結果として、液化ガスとパイプ壁との熱接触が改良される。特に、複数の構成部品１８は、この場合、パイプ１４内の複数の整流部材２１によって構成されており、特に、長手軸１９に沿って延びた複数本の棒状部品２２又は複数の細長い板片によって構成されている。これら複数の棒状部品２２や細長い板片は、効果的には、星形断面を有し、特に少なくても２つ、好ましくは少なくとも３つ、例えば少なくとも５つの放射状の断面形状を有する腕を有する。上述した複数の整流部材２１は、長手軸１９に沿ってねじられた状態で延設可能である。また、これら複数の整流部材２１は、起伏を付けられた状態で、長手軸１９に沿って延設可能である。パイプ１４は効果的にはパイプ壁２３を有し、このパイプ壁２３は、特徴付けられ、特に長手軸１９に沿って起伏或いは変位されている。このパイプ１４は、その横断面がパイプ１４に沿って変化可能である。特に、第２のパイプ位置１６におけるパイプの第２の横断面上に、第１のパイプ位置１５におけるパイプの第１の横断面を投影した場合の突出面は、パイプの内部横断面の９０％より少なく、特に７０％より少なく、好ましくは５０％より少ない。この場合、上述した第１および第２の位置は、パイプの長手方向に沿って１００ｍｍずれている。
【００６４】
パイプ１４は、特に、その外側に巻かれた複数のフィン１７を有することができ、これら複数のフィン１７は、らせん形状および／或いは起伏の形で巻装されている。このパイプ１４および複数の構成部品１８は、特に、同質の材料、特に銅により形成され、流体伝達パイプの外側から、１つの部品から、特に、プレス成形され、溶接され、或いは半田付けされる。熱的に引き起こされるひずみは、この方法によって減少される。上述した複数の構成部品１８は、パイプ１４の内部横断面を、少なくとも２つ、特に少なくても３つ、好ましくは少なくても５つの断面部分に分割可能である。この方法によって、パイプの容積に対する壁の総表面積の割合は改良される。特に、パイプ内側の上述した上述した各横断面は、放射状に外側に向かって延びている。液化ガスを気化ガスより分離するための相分離器２４が備えられており、この相分離器２４が、流れを許容するような方法で、出口２５に接続されている。この相分離器２４は、圧力容器として形成可能である。液化ガスの入口２６は、少なくとも部分的に気化されたガスのための出口２５の重力方向上方に配置可能である。熱交換器３０は、効果的には、パイプ１４の周囲にらせん状に巻かれた電熱手段２８を有する。この方法によって、熱交換器上に形成されたどんな氷でも除去することができる。集まった水を収集する捕集タンク３１は、パイプ１４の下方に配置可能であり、この捕集タンク３１は、特に、加熱部材３２を有する。熱交換器３０は、特に、熱可塑性プラスティックで形成された熱交換器用ハウジング２９を有する。この熱交換器用ハウジング２９は、熱交換器３０内の気流の流れ位置を保証する。熱交換器３０には、特に、降滴の侵入を防ぐのが目的である防止縁３４を有する排出口３３が設けられている。この防止縁３４の働きにより、解凍された水が複数の流通路７内へ吹き込むこと、およびそこで氷結することを防止できる。効果的には、少なくとも１つの圧力センサ３５が熱交換器３０に設けられ、冷却システム、特に熱交換器３０の気密試験のための手段２０が設けられ、特に、温度センサ３７が熱交換器３０に設けられて気密試験のための手段２０に電気的に接続されている。この目的のため、液化ガスのための配管システム内に正圧が形成され、この正圧が安定して残るかどうかの観測がなされる。圧力の降下は漏洩を示す。上述した複数の温度センサは、圧力測定に影響を及ぼす液化ガスがパイプ内に存在するかどうかを立証するために使用される。欠陥のある供給バルブに帰することができる一定圧力の可能性を排除するため、各バルブの機能試験もまた気密試験において実施される。このことは、試験対象となる空間からの圧力逃げの初期の救済となり、この試験空間にある大気圧の保護になる。これは、他の方法で保証されなければならない供給側の漏洩として、増大してはならない。
【００６５】
安全に係わる性質の問題に関し、および技術的効率の理由のため、冷蔵輸送手段２の冷却システム４５の気密性を監視するのに都合の良い第１の方法が、以下に示す工程を含んでいる。即ち、冷却システム４５内部の少なくても第１の位置４６における経時的な温度変化を記録し、第１の時間間隔内における第１の位置４６のどんな温度変化をも決定する工程、および、この変化を第１の参照値と比較して、この変化が第１の参照値を超える場合、第１の警告信号を発する工程を含む。安全に係わる性質の問題に関し、および技術的効率の理由のため、冷蔵輸送手段２の冷却システム４５の気密性を監視するのに都合の良い第２の方法が、以下に示す工程を含んでいる。即ち、冷却システム４５の流路区間５７を正圧に晒す工程、この流路区間５７を閉塞する工程、この流路区間５７における少なくとも第２の位置４７において経時的な圧力変化を記録し、第２の時間間隔内における第２の位置４７のどんな圧力変化をも決定する工程、および、この変化を第２の参照値と比較して、この変化が第２の参照値を超える場合、第２の警告信号を発する工程を含む。特に、圧力が増大したとき、この時間遅延に基づく第２の方法が繰り返される。もし圧力が設定最低圧力を下回ると、効果的には、追加の警告信号が与えられる。この場合、上述した第１の方法と更なる方法を合わせることが有利であり、更なる方法は、特に、第１の警告信号が発せられたとき、履行される。述した第１の参照値は、効果的には、１分間に２０℃を超えない温度低下、特に１分間に１０℃を超えない温度低下、例えば１分間に５℃を超えない温度低下に相当する。上述した第２の参照値は、特に、１分間に１バールを超えない圧力低下、特に１分間に０.５バールを超えない圧力低下、例えば１分間に０.２バールを超えない圧力低下に相当する。ラフな試験のため、上述した第１および第２の時間間隔は、例えば、１秒から３００秒の間の時間間隔、特に５０秒から１８０秒の間の時間間隔、例えば１０秒から６０秒の間の時間間隔を有する。正確な試験のため、上述した第２の時間間隔は、例えば、５分から２４時間の間の時間間隔、特に３０分から１２時間の間の時間間隔、例えば１時間から４時間の間の時間間隔を有する。上述した気密の監視は、冷蔵輸送手段２の停止によって開始可能となる。第１および／或いは第２の警告信号は、インジケーター装置４４によって、視覚的および／或いは音響的に示すことができる。上述した監視は、特に、上述した冷却システム４５の凍結解除の間中に始められおよび／或いは実行される。
【００６６】
代わりに或いは追加で、以下の連続的な工程を含む方法によって、冷却システム４５の気密監視が可能である。
【００６７】
ａ）タンクと以下の構成部品の内の少なくとも１つとの間のバルブ４９を閉める工程：上記構成部品は、追加バルブ５５の少なくとも同時に動作する開口を備えた熱交換器３０および気化器１であり、上記追加バルブ５５を介して、排出パイプ６への流れが関係した接続が可能であり、そして、上記バルブ４９と追加バルブ５５との間の圧力を計測する工程；
ｂ)上記追加バルブ５５を閉めて、上記バルブ４９と追加バルブ５５との間の圧力を計測する工程；
ｃ)上記バルブ４９を開けて、上記バルブ４９と追加バルブ５５との間の圧力を計測する工程。
【００６８】
壊れていない完全なバルブ４９および壊れていない完全な追加バルブ５５である場合、上述した工程ａ）において、実質的に一定温度であると仮定すると、測定された圧力は、冷却システムの外側を取巻く圧力、通常は大気圧と一致すべきである。上述した工程ｂ)において、測定された圧力は、経時的に一定であるべきだが、工程ｃ)においては、圧力は平衡のとれた圧力まで上昇し、そして実質的に一定圧力が側定されるべきである。これらの圧力は、バルブ４９、５５の誤作動が検出できるように、特に、設定可能な参照値と比較可能である。
【００６９】
少なくとも１つの冷却チャンバー４、９を有する冷蔵輸送手段２の冷却システム４５を動作するための特に効果的な方法は、冷却システム４５の気密試験のための２つの方法のうち少なくとも一方を有する。特に、冷却システム４５は、通風機８を有し、通風機８は、冷却チャンバー４、９のドア４８が開いた時、スイッチがオンにされる。
【００７０】
冷蔵輸送手段２のための特に効果的な冷却システム４５は、液化ガスのための少なくとも１つのタンク、少なくとも１つの気化器１、および冷却システム４５の気密試験のための１つの手段２０を有する。この手段２０は、冷却システム４５の気密試験のための２つの方法のうちの少なくとも一方を実施するための少なくとも１つの温度センサ３７および／或いは少なくとも１つの圧力センサ３５を備えている。特に、冷却チャンバー４、９には、ドア４８と通風機８が備えられており、通風機８は、ドア４８が開かれるやいなや機能し始める。特に、通風機８は、ガス漏洩が検出された時、および冷却チャンバー４、９のドア４８が開かれた時に、機能し始める。
【００７１】
特に効果的な冷蔵輸送手段２は、上述した冷却システム４５を有する。
【００７２】
本発明は、液化ガスのための気化器１を備えた冷蔵輸送手段２上の液化ガスのためのタンク５内に正圧を発生させるための装置および方法に関する。上述した気化器１は、液化ガスのための流路４２を介してタンク５に流体を流すように接続されている。バルブ４９は、上記流路４２に配置されている。本発明の方法は、以下に示す工程を有する。即ち、バルブ４９を開けて液化ガスをタンク５から流路４２へ出す工程、液化ガス成分を流路４２内に残してタンク５へ逆流可能なようにバルブ４９を閉じる工程、および流路４２内の液化ガス成分を加熱する工程を有する。本発明は、液化ガスの供給方法、および冷却システム内における液化ガスのためのタンク内に正圧を発生させるための装置に関する。この装置には、圧力を発生させるためのこの発明の方法が利用される。また、本発明によると、冷蔵輸送手段に積んだ製品の特に効率的な、そして確実な冷却が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】図１は、この発明による冷蔵輸送手段の側面図である。
【図２】図２は、この発明による冷蔵輸送手段の気化器を示す概略断面図である。
【図３】図３は、図１の冷蔵輸送手段の気化器を示す立体斜視図である。
【図４】図４は、図３の気化器の側面図である。
【図５】図５は、図３および図４の気化器の平面図である。
【図６】図６は、図３の気化器のパイプを示す平面図である。
【図７】図７は、図６のパイプの断面斜視図である。
【図８】図８は、図６および図７のパイプの断面図である。
【図９】図９は、この発明の冷蔵輸送手段の気化器のための更なるパイプを示す側面図である。
【図１０】図１０は、熱交換器のハウジングを示す概略斜視図である。
【図１１】図１１は、例えば図１の冷蔵輸送手段に使える種類の冷却モジュールを開いた状で示す立体斜視図である。
【図１２】図１２は、この発明の圧力発生システム、またはこの発明の漏れ試験システムを示す図である。
【符号の説明】
【００７４】
１…気化器
２…冷蔵輸送手段
３…冷却チャンバーハウジング
４…冷却チャンバー
５…タンク
６…排出パイプ
７…流通路
８…通風機
９…冷却チャンバー
１０…冷却モジュール
１１…上方領域
１２…下方領域
１３…圧力増強手段
１４…パイプ
１５…第１のパイプ位置
１６…第２のパイプ位置
１７…フィン
１８…構成部品
１９…長手軸
２０…熱交換器３０および気化器１の気密試験手段
２１…整流部材
２２…棒状部品
２３…パイプ壁
２４…相分離器
２５…出口側
２６…入口側
２７…冷却された空気
２８…電熱器
２９…熱交換器用ハウジング
３０…熱交換器
３１…捕集タンク
３２…加熱部材
３３…排出口
３４…防止縁
３５…圧力センサ
３６…相分離器２４の供給流路
３７…温度センサ
３８…圧力制御装置
３９…冷却のための冷気
４０…相分離器２４のための戻り流路
４１…渦を巻く構造
４２…液化ガスのための流路
４３…電気配線
４４…インジケーター装置
４５…冷却システム
４６…第１の位置
４７…第２の位置
４８…ドア
４９…バルブ
５０…前面
５１…熱架橋
５２…通風機のためのモーター
５３…温度センサ
５４…液化ガスの流れ方向
５５…追加バルブ
５６…排出ガス
５７…流路区間
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液化ガスのための気化器を装備した冷蔵輸送手段に搭載された液化ガスのためのタンク内に正圧を生じさせるための装置および方法に関する。気化器は、液化ガスのための流路を介して流体を流すようにタンクに接続されている。バルブは、流路に配置されている。冷蔵輸送手段のための冷却システム、および冷蔵輸送手段は、少なくとも１つの冷却チャンバー、液化ガスのためのタンク、および液化ガスの気化、および冷却チャンバーへの冷気の放出のための気化器を有する。気化器は、液化ガスのための流路を介して流体を流すようにタンクに接続されている。バルブは、流路に配置されている。
【背景技術】
【０００２】
約３０年間、輸送手段の冷却には、窒素を用いたマルチチャンバーが利用されてきた。このタイプの方式は、低温転送（ＣＴ）の名称ですでに知られている。低温転送方式は窒素を真空断熱容器に入れて低温に保ち、液体の状態で輸送手段に積んで運ぶ必要がある。冷やしたい時は、この窒素をそれ自体の圧力によってパイプを経由して抜き取り、冷却チャンバー内に直接吹き付ける。この方式は、非常に単純で安定しているのみならず、冷却能力が周囲の温度に影響されず常に一定に保たれ、原理的にスプレーノズルの吹き付け能力にのみ制限される。この結果、食材配送交通に使用され、冷却稼動中に頻繁にドアを開閉される低温転送冷却貨物車両は、冷却品質においてかなり有利である。特に、気温が高い夏は、機械的冷却設備が性能の衰えた凝縮機と気化器の着氷を伴って奮闘しなければならない時に、低温転送方式は、効率、信頼性、および性能の点で優位性を実証している。ドアを開けた後、参照温度にわずか数秒で元に戻る。
【０００３】
しかしながら、この方式にも不利な点はある。冷却チャンバー内に吹き付けたガスのいくらかは室外に排気ガスとしてもれ出るため、窒素の消費量が比較的多いことである。例えば、冷凍食品チャンバーを冷凍するなら、排気ガスの温度は−３０℃から−４０℃のオーダになる。また安全のため、積荷空間に入る前に完全な換気が必要な事も不利な点である。この場合、不必要な多量の暖気が積荷空間に入る。温度は明らかに急速に低下し始めるが、より多くのエネルギーを消費するため、必要以上のコスト高になる。カーテン等の保冷システムに慣例的に取り付けられている設備は、換気を損なう危険な方法であるため、低温転送冷却車両の場合、むしろ不適当である。
【０００４】
欧州出願０８２６９３７は、チャンバーを冷却するための冷却ユニットについて述べている。
【０００５】
欧州出願１５９３９１８は、冷却チャンバー内に低温液化ガス気化器を配置した熱交換器を有する冷蔵輸送手段のための間接的冷却手段に関する。
【０００６】
液化低温窒素は、常圧において７７Ｋの温度を有する。この場合蓄えられている冷気は、２つの成分として存在している。即ち、７７Ｋで液体から気体へ相の過渡変化する成分と、７７Ｋから排気ガス温度へのガス相温度の上昇と同時発生する吸収熱の成分である。気化のエンタルピーと特殊な潜熱という２つの成分は、通例として近似的にほぼ同じ大きさである。
【０００７】
冷蔵輸送手段の冷却チャンバーへ蓄えられた冷気を送るために、タンクに貯蔵され、輸送手段上でタンクから熱交換器の気化器へ運ばれる液化ガスを、モーター駆動式ポンプの働きによって供給する方法は公知である。
【０００８】
タンク上部に配置された気化器に液化ガスを供給する際に、タンク内の液相上に発生する蒸気圧を利用する技術も公知である。
【０００９】
冷却システムの安心な運転を確実にするためには、タンク内の圧力が大きく正圧になっていなければならない。そのためにはタンク内温度が、タンク内圧力における液化ガスの沸点温度より顕著に高くなっていなければならない。温度が上昇し続けることは、液化ガスに蓄えられた冷気の成分が利用できないことを意味する。そのうえ通例として、新たな液化ガスをタンクに入れ替えてすぐには、冷却に使用できない。なぜならその時点では、タンク内で既定の圧力が発生していることを保証するには、温度が低すぎるためである。熱力学的観念とは一致しないが、タンク内部に電熱部品を使用することは明らかに可能である。比較的障害にさらされ集中保守点検が必要になるが、モーター駆動式ポンプの使用は明らかに熱力学的観念に沿っている。
【発明の開示】
【００１０】
この発明の目的は、冷蔵輸送手段に搭載された液化ガスのためのタンク内に正圧を発生させるための方法および装置、冷蔵輸送手段のための冷却システム、および冷蔵輸送手段を提案することにあり、これにより、冷蔵輸送手段の安心、安全、効率的な運転を可能にすることである。
【００１１】
独立請求項に示しているように、この目的は達成され、適切な方式の要求に応じて個々に利用するか複合的に合わせて利用できる、更なる効果的な実施例、更なる発達、および優れた形態は、以下の記述と従属請求項に示されている。
【００１２】
液化ガスのための気化器を備えた冷蔵輸送手段に搭載された液化ガスのためのタンク内に正圧を発生させるための本発明の方法によると、上記気化器が液化ガスのための流路を介して流体を流すように上記タンクに接続され、上記流路の途中にバルブが配置され、液化ガスが上記タンクから出て上記流路内へ送り込まれるように上記バルブを開く工程と、液化ガスの成分が上記流路内に残り且つ上記タンク内へ逆流可能にするよう上記バルブを閉じる工程と、上記流路内の上記液化ガス成分を加熱する工程と、を有する。
【００１３】
冷蔵輸送手段は、冷蔵製品を受け入れる少なくとも１つの冷却チャンバーを有する。特に、この輸送手段は、例えば−２５℃から−１８℃の温度で特に固く凍った製品のための第一の冷却チャンバーと、特に４℃から８℃で冷やす生鮮品のための少なくとも１つの冷却チャンバーを有する。冷却チャンバーは、徒歩で容易に接近でき、および、あるいは、小さくても２０００リットルの内容量を有する。例えば液体窒素や液体二酸化炭素が液化ガスとして使用し得る。特にタンクは断熱構造となっており、例えば真空断熱(超断熱)か発泡ジャケットが使われている。
【００１４】
バルブの上流に位置する、タンクと気化器の間の流路部分は、液化ガス成分の加熱および気化に利用される。この方法によると追加的なエネルギー消費となるタンクの内部加熱はもはや必要とされない。このような流路は、局所的な電熱部材として利用される。流路内の液化ガスの加熱を可能にするには、流路のバルブは、直にタンクに据え付けてはならず、さらに下流に配置しなければならない。この流路は、特にタンクの排出口、およびこの排出口の下流に配置されたバルブを有する。排出口とバルブ間の流路の区域において、タンク内のガスの高い正圧によって、タンク内ガスの蒸気圧によってタンクから液化ガスを流出させることができる。このため、タンク内における高い正圧が不要となる。バルブを閉じることによって、この区間に存在する液化ガス成分は、流路内に封じ込められる。この流路に存在する液化ガス成分は、タンクへもどすことができ、また、この流路の気化による圧力上昇はタンクにまで及ぶ。液化ガスの加熱およびそれに伴う気化は、液体からガス相への推移による液化ガスの膨張を引き起こし、タンク内は正圧になる。そして、タンク内で発生する正圧は、液化ガスをタンクから気化器へ押し出す力になる。
【００１５】
バルブの上流路に液化ガス成分が残っている時間、すなわち液化ガスが加熱されている時間は、特に短くても１０秒とか、特に短くても３０秒とか、例えば短くても１００秒とかいう時間である。バルブを開けている時間は、１秒から１００秒にできるが、たとえば２秒から２０秒である。バルブの断続的な動作および、バルブの閉状態とタンクからの液化ガスの移動による温度変動のため、タンクの排出口とバルブの間の流路内で静止状態になる事はない。バルブ開閉の工程でタンク内部に圧力が発生する。これに連携して、バルブ開で液化ガスが流路を流れ出し、バルブ閉と流路の加熱で液化ガスは気化する。このようにして流路内に圧力が発生され、そしてタンク内にもまた圧力が発生する。
【００１６】
気化器は、熱交換器として構成され、それにより液化ガスの冷気は直接ではなく間接的に冷蔵輸送手段の冷却チャンバーを冷やす。
【００１７】
バルブを閉じた時、タンクの容積に対して少なくとも１／１５００とか、特に少なくとも１／７００とか、例えば少なくとも１／３００の容積の液化ガスがバルブの上流路内に効果的に封じ込められる。この程度の容積の液化ガスが流路にあると、気化させた時にタンク内にもたらすのに十分な圧力が発生する。
【００１８】
タンク内部を望む圧力のレベルにするため、バルブの開閉を数回繰り返すことができる。
【００１９】
１回のバルブの開閉で得られる圧力より、数回の工程段階の繰り返しでタンク内に発生する圧力の方を高くできる。
【００２０】
流路に留まっている液化ガス成分のうち少なくとも１０％とか、特に少なくとも２０％とか、例えば少なくとも５０％または８０％が、加熱工程で気化する。効果的に流路に残っている液化ガスは、完全に気化する。
【００２１】
上述した加熱は、大気の熱を上述した流路に作用させることによって実施できる。この大気の熱は、流路と共に液体ガスを熱する。この目的のため、上述した流路の断熱は、十分な熱入力が常に保証されるような方法で選択可能である。例えば、上述したタンクと気化器との間の流路は、例えば真空断熱や発泡ジャケットによって断熱され、液化ガスの流路の外側で熱架橋が設けられる。この熱架橋は、流路の特定の領域か区間に据え付けられる。熱入力、特に熱伝達係数が、流路上で、例えば熱架橋において、調整および／或いは変化可能であることが有効である。熱入力の調整可能性は、正圧を発生させる際の特に正確な制御の可能性を提供する。
【００２２】
熱を生出させる必要がなく、むしろ大気から熱が与えられるので、上述した方法は、上述した従来の方法より少ないエネルギーで済む。また、この方法は、電動ポンプのような複雑な機器を必要とせずに、特に信頼性の高い動作が可能となる。
【００２３】
タンクから重力方向に沿ってより高い位置にある冷蔵輸送手段の気化器へ液化ガスを供給する本発明の方法によると、上記気化器が、流れを許容する方法で、液化ガスのための流路を介して、上記タンクに接続されており、バルブが、上記流路の途中に配置されており、この発明の方法によって上記タンク内に正圧を発生させる工程と、上記バルブ開いて、上記正圧によって、上記液化ガスが上記気化器内へ押し込まれることを許容する工程と、を有する。
【００２４】
液化ガスのための気化器を備えた冷蔵輸送手段に搭載された液化ガスのためのタンク内に正圧を発生させるためのこの発明の装置によると、上記気化器が液化ガスのための流路を介して流体を流すように上記タンクに接続され、上記流路の途中にバルブが配置され、液化ガスのためのタンク内に正圧を発生させるための本発明の方法を実行するための制御手段を有する。
【００２５】
圧力を発生させる構造のため、装置は、信頼性の高い動作を保証するように、頑丈な設計が可能である。この装置は、タンク内に正圧を発生させる特に経済的な手段とすることができる。
【００２６】
バルブの上流の流路における容積は、タンクの容積に対して、特に少なくとも１／１５００、特に少なくとも１／７００、または、例えば少なくとも１／３００である。
【００２７】
ここで言う上流とは、バルブからタンクに向かう方向を意味する。液化ガスの流れの方向は、冷却中の液化ガスの流れの方向によって決まる。すなわち、この方向は、タンクから気化器および熱交換器に向かう方向である。
【００２８】
上述した流路は、特に、断熱性を持っている。また、この流路は、バルブの上流に熱架橋を持つことができる。この熱架橋は、熱伝達係数および／或いは冷伝達係数が規定および調整可能なように、効果的には、種々の構造にできる。
【００２９】
少なくとも１つの冷却チャンバー、液化ガスのためのタンク、および液化ガスの気化と上記冷却チャンバーへの冷気の放出のための気化器を有する冷蔵輸送手段のためのこの発明の冷却システムは、上記気化器が液化ガスのための流路を介して流体を流すように上記タンクに接続され、上記流路の途中にバルブが配置され、正圧を発生するためのこの発明の装置を有する。この冷却システムは、その高い効率および高い動作信頼性によって特徴付けられている。
【００３０】
この発明の冷蔵輸送手段は、この発明の上述した冷却システムを有する。
【００３１】
さらに効果的な実施例およびさらなる開発が、個別に利用でき、または必要に応じて適切な方法で互いに組み合わせることができ、それらは、以下に示す図面に基づいて説明される。これらの図面は、発明を限定するものではなく、実施例として示してある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
図１は、冷却モジュール１０を備えたこの発明の冷蔵輸送手段２の側面図であり、冷却モジュール１０は、冷蔵輸送手段２の前面５０上部に取り付けられている。冷却モジュール１０は、断熱タンク５から液化ガスが供給される気化器１と熱交換器３０（図２参照）を有する。タンク５は、断熱ジャケット、好ましくは真空ジャケット或いは発泡ジャケットを装着しており、冷却モジュール１０に液体を通すように接続されている。タンクは、冷蔵輸送手段２の下部１２に取り付けられている。
【００３３】
図２は、冷却チャンバー４、９の外側に配置された気化器１を示し、この気化器１は、液化ガスの気化によって発生される冷気を冷却チャンバー４、９から取り込んだ空気に作用させるための熱交換器３０の一部を構成している。冷却チャンバー４、９内に収容された物品（ここでは図示せず）は、冷却された空気２７によって冷やされる。気化器１は、液化ガス流路４２によって、タンク５に対し、液体を通すように接続されている。気化器１によって気化されて熱せられた排出ガスは、排出パイプ６を介して、大気中に放出される。タンク５は、気化器１の下に配置されている。タンク５には、僅かに正圧状態で、８０Ｋ程度の温度の液体窒素が貯蔵されている。タンク５内部の正圧は、液化ガスをタンク５から気化器１へ送り出すことに利用される。多量のガスをタンク５から流出させる場合、または液化ガスをタンク５内に充填した後、タンク５内に圧力を生じさせるため、圧力増強手段１３として、好ましくはタンク加熱装置がタンク内に配置されている。この圧力増強手段１３によって、液化ガスを局所的に加熱して気化させることができる。圧力増強手段１３の制御バルブは、冷却モジュール１０内の圧力制御装置３８に配線４３を介して電気的に接続されている。タンク５内部の圧力は、圧力制御装置３８によって調整される。冷却チャンバー４は、冷凍製品用に設けられ、−２５℃から−１８℃に設定される。例えば、著しく低い温度（−６０℃）に設定することもできる。冷却チャンバー９は、生鮮品用に設けられ、＋４℃から＋１２℃に設定される。冷気は、冷却チャンバー４、９とその外側に配置された熱交換器３０との間にある通風機８によって送風される。この目的のため、冷却チャンバー４、９は、複数の流通路７を介して、熱交換器３０と流体を通すように接続されている。冷却チャンバー４、９は、冷却チャンバーハウジング３によって取り囲まれている。冷却チャンバーハウジング３は、断熱構造である。冷却モジュール１０は、冷却チャンバーハウジング３の外側に配置され、ここでは、矩形に形成されている。冷却モジュール１０も、また、断熱構造を有する。
【００３４】
冷却モジュール１０は、相分離器２４を有しており、この相分離器２４を介して、気化器１で気化されなかった液化ガスの成分が、気化されたガスの成分から分離可能となる。そして、分離され気化されなかった液化ガス成分が気化器１に戻される。熱交換器３０、或いは気化器１は、電熱器２８を有しており、気化器１に付着し、或いは熱交換器３０内にあるいかなる氷でも取り除くことができる。このような凍結の解除は、電熱器２８を動作させる代わりに、或いは電熱器２８の動作に加えて、冷却チャンバー４からの空気を再循環させることでも効果的に実施できる。この場合、空気は、上述した氷、熱交換器３０、および溶解のエンタルピーからの特別な熱により冷やされる。このため、再循環が、冷却チャンバー４、９内への熱入力をもたらすことはない。冷却チャンバーからの空気が水の氷結点より高い温度で運用されて戻される場合、冷却チャンバーが、摂氏０℃より低い温度で運用されるのも事実である。これは、凍結解除の間中、複数の流通路７を閉じる事が可能なため出来ることで、冷却チャンバー４、９と熱交換器３０とが熱的に遮断されるからである。特に、この方法により、気化器１または熱交換器３０に対するエネルギー効率の高い凍結解除が可能となる。冷却モジュール１０、正確には気化器１または熱交換器３０は、冷却システム、特に熱交換器３０および気化器１の気密試験のための手段２０を付加的に装備している。この目的のため、気化器内部または熱交換器３０内部の種々の箇所に、圧力センサ３５と温度センサ３７が設けられており、熱交換器３０と気化器１内部の圧力変化と温度変化が経時的に測定される。この方法によって、特に、気化器１または熱交換器３０の流路の閉じられた区間で正圧が安定して残っているかどうか、または漏洩のため圧力が下がっているのかどうかを判定できる。温度センサの働きによって、熱交換器３０或いは気化器１内のいずれに液相が存在するかを知ることができる。例えば、気密試験は、冷蔵輸送手段２を停止している夜間に実施できる。これによって、この高精度な測定は、都合の良い方法として受け入れられる。
【００３５】
図３は、パイプ１４が斜めから見える、気化器１の斜視図である。このパイプ１４の内部で液化ガスが気化し、その外側表面上を冷却のための空気３９が流れる。パイプ１４は、少なくても幾つかの部分で長手軸１９を有する。気化器１には、相分離器２４が装備されており、パイプ１４を通過した気化していない液化ガス成分が、相分離器２４を介して、気化ガスと分離されてパイプ１４へ戻される。パイプ１４の入口側２６は、パイプ１４の出口側２５より重力方向に沿って低い位置にある。相分離器２４の戻り流路４０は、相分離器２４の供給流路３６の下に配置されている。凍結解除によって溶融した水を受ける捕集タンク３１(図１０参照)は、気化器１の下に配置されている。熱交換器３０または気化器１を特に小型な設計にするため、複数のパイプ１４は、折り曲げられ、湾曲してコイルされ、またはメアンダ状に巻かれた形状とすることができる。
【００３６】
図４は、図３の熱交換器３０の側面図である。図５は、この熱交換器３０の平面図である。
【００３７】
図６は、パイプ１４の詳細を示す平面図である。パイプ１４は、長手軸１９に沿って延びている。パイプ１４は、外周に複数のフィン１７を有する。これら複数のフィン１７は、特殊な工程でパイプ本体から直にプレス成型されている。言い換えると、これら複数のフィン１７は、実質的にパイプ１４の製造工程における部品である。これら複数のフィン１７は、パイプ１４のパイプ壁２３に溶着可能である。パイプ１４および複数のフィン１７は、特に、銅によって形成されている。液化ガスの気化および加熱によって生じる冷気から冷却対象の空気３９への特に効果的な熱の伝達は、上述した複数のフィン１７の働きによって実現する。これら複数のフィン１７は、単位体積あたりの表面積を増大するため、および冷却対象となる空気３９に乱気流を発生させるため、波状に起伏を持たされている。この結果、冷気の解放と転移が増大される。
【００３８】
図７は、図６のパイプ１４の断面を示す立体的な斜視図である。パイプ１４は、パイプ壁２３を有し、その周囲に起伏のある複数のフィン１７が配置されて取り付けられている。これら複数のフィン１７は、パイプ壁２３に半田付けが可能である。フィン１７による凍結解除を容易にするため、複数のフィン１７の間には、それぞれ電熱手段２８が設けられている。電熱手段２８は、電流を流すことで加熱される複数本の電気的絶縁ワイヤーによって構成されている。乱流の発生のため、或いは液化ガスと気化されたガスの放射分離のための複数の構成部品１８が、パイプ１４の内部に導入されている。これら複数の構成部品１８は、複数の整流部材２１として考えられており、星状の断面を持つ棒状部品２２としてパイプ１４の内部に挿入することができる。複数の整流部材は、特に、パイプ壁２３に半田付け或いは溶着できる。パイプ１４内の上述した複数本の棒状部品２２は、長手軸１９に沿って位置を変えられる。この方法によって、パイプ壁２３と液化ガスの液滴の間に形成される気化層の厚さが減少される。液化ガスがパイプ１４を流れるとき、棒状部品２２のねじれ構造によって、液化ガスが、パイプの壁２３の内側に向かって押し付けられる。また、構成部品１８は、渦を巻く構造４１を有し、パイプ１４内部で液化ガスに渦を巻く運動を与える働きをする。パイプ１４内部で渦を巻く現象は、液化ガスとパイプの壁２３の間の気化層の厚さを減らし、その結果、液化ガスと暖められたガスから冷却対象となる空気３９への冷気の転移効率が高くなる。複数の整流部材は、パイプの壁２３とは異なる材料で形成でき、例えば、プラスチックによって形成できる。複数の整流部材２１を熱伝導率の高い材料で製造し、高い熱伝導率を確実にするような方法でパイプの壁２３に接続すると、効果的である。複数の整流部材２１とパイプの壁２３との間の熱伝達抵抗は、例えば半田付けや溶接によって減少可能である。熱伝達抵抗を可能な限り低くするには、液化ガスに含まれる冷気のフィン１７への可能な限り直接的な伝達を確実にする事が効果的である。
【００３９】
図８は、図６および図７のパイプ１４をその長手軸１９に垂直な面で切断した断面図である。複数の構成部品１８は、ねじられて星形にされた複数の整流部材２１が棒状部品２２としてパイプ１４の内部に挿入されている。棒状部品２２の断面は、パイプの壁２３に半田付けされた５本の放射状の腕を持つ星形に示されている。放射状の腕は、それぞれ、棒状部品上に起伏や表面のデコボコを形成した渦を巻く構造４１を持っている。パイプ１４内の乱流は、整流部材によって、および整流部材上の渦を巻く構造４１によって、増大され、その結果、液化ガスからフィン１７へ、さらに冷却対象となる空気３９への冷気の改良された伝達が達せられる。
【００４０】
図９は、フィン１７を持たないパイプ１４の実施例を示している。この実施例は、ねじられた平たいパイプに関し、パイプ１４は、その長手方向に沿って変化するパイプの内側断面を有する。パイプ１４の内側断面は、好ましくは円形、楕円形、或いは顕著な楕円形であり、パイプ１４の長手方向に沿ってねじられている。特に、第１のパイプ位置１５におけるパイプの第１の内側断面を、第２のパイプ位置１６におけるパイプの第２の内側断面の上に投影した面は、パイプの内側断面の３０％に満たない。２つのパイプ位置１５、１６は、この場合、長手軸１９に沿って１００ｍｍずれている。液体（外側）と気体（内側）の遠心分離が、ねじれたパイプ１４を通る流れによって生出され、液化ガスとパイプの壁２３の熱的接触が強まる。
【００４１】
図７の実施例においてパイプ１４内で複数の乱流を発生するためパイプ１４内部に複数の整流部材２１が設けられているのに対し、図９の実施例において描かれているようなパイプは、流れによって１つの乱流を生じせしめるため、特に、ねじられたり起伏が付けられたりしている。
【００４２】
図１０は、熱交換器３０のための熱交換器用ハウジング２９を示す。このハウジング２９は、凍結解除によってしたたる水を受けて排出路（図示せず）を介して排出するため、熱交換器３０の内部に組み込む捕集タンク３１と考えられている。捕集タンク３１は、氷を溶融できる付加的な加熱部材３２を有する。熱交換器用ハウジング２９は、冷却対象となる空気３９や冷却された冷気２７のための複数の流通路７を有する。熱交換器用ハウジング２９は、この場合、凍結解除によって生じる水の侵入を阻止できる縁３４のある排出口３３を有し、その結果ファンによって冷却チャンバー４、９内に水が吹き込まない。この手段によって、溶融した水による複数の流通路７に対する氷着を特に効果的に防止できる。水の浸入を防ぐ縁は、例えば、スカート、迷路構造、または水の進入をそらす板の形状とすることができる。
【００４３】
図１１は、内側が見える形の立体斜視図として、例えば、図１のように冷蔵輸送手段に使用可能な種類の冷却モジュール１０を示す。通風機８、相分離器２４、およびパイプ１４を集合して配置することで、特にコンパクトな外形を達成できる。
【００４４】
図１２は、圧力制御手段３８を有する本発明の冷却システムの概略図を示している。この圧力制御手段３８は、電動ポンプの使用に頼ることなくタンク５から気化器１へ液化ガスを送り込む目的で設けられている。この冷却システムは、冷却システム４５、熱交換器３０、または気化器１の気密試験のための手段２０を有する。気化器１は、液化ガスの流路４２を介した流れを許容するような方法でタンク５と接続されている。液化ガスは、タンク５内部で生じる圧力によって、流れ５４の方向に、流路４２内に送り込まれる。タンク５内部の圧力を上昇させるため、バルブ４９によって流路４２が閉じられる。これにより、流路４２内の液化ガス成分が、バルブ４９の上流側、すなわちバルブ４９とタンク５の間で、流路４２の温度上昇によって、気化される。バルブ４９は、また、入口バルブとして設計されている。流路４２は、２重壁真空断熱（超断熱）または発泡ジャケットのような断熱手段を有することができる。一般法則として、このような断熱にもかかわらず、熱入力は、バルブ４９上流の流路４２内にある十分な液化ガス成分を気化して、タンク５内部の圧力を上昇させるのに充分である。特別な場合において、バルブ４９の上流に位置する流路４２に、必要な熱入力を架橋して処理する熱架橋５１を設けることが適当である。この熱架橋５１は、流路４２の断熱性を減少させることによって形成でき、これにより、熱架橋が、流路４２の特定の区域に設けられるとともに、熱伝達係数に関係する種々の方法で効果的に配置される。バルブ４９が間歇的に開かれて、液化ガスが流路４２内で流れ５４の方向に力を受け、熱交換器３０の内部へ送り込まれる。バルブ４９の間歇的な動作のため流路４２内で安定した状態が生じることはなく、バルブ４９の閉塞状態およびタンク５からのガスの除去により、バルブ４９上流の流路４２内温度が上下に変動する。
【００４５】
タンク５内に十分な圧力を形成するため、バルブ４９の上流でタンク５の開口までの流路４２の容積は、少なくともタンク５の容積の１／１０００程度である。熱交換器は、冷却チャンバー容器３の内部に配置され、冷却された空気２７を冷却チャンバー４へ放出する。この目的のため、冷却チャンバー４内の空気は、モーター５２によって駆動される通風機８の働きで再循環される。冷却チャンバー４内において、温度変動を測定するため、温度センサ３７が第１の位置４６に設けられている。冷却チャンバー４内部の温度が１分間に５℃を超える割合で不意に低下した場合、第１の警告信号が発せられる。この第１の警告信号は、冷蔵輸送手段２のオペレータに対し、冷却システム４５が漏洩している可能性があることについて注意を喚起する。同じ目的で設けられた追加の温度センサ５３は、冷却チャンバー４内部の追加の第１の位置４６に設置可能である。
【００４６】
モーター５２は、電気モーターとして動作可能であり、或いは気化ガスを用いて動作可能である。液化ガスは、バルブ４９の下流側において、気化器１と熱交換器３０を通って追加バルブ５５まで運ばれる。そして、気化されたガスは、排出パイプ６を介して排出ガス５６として大気中に放出される。バルブ４９と追加バルブ５５の間の流路４２の流路区間５７は、２つのバルブ５５、４９の働きによって閉じることができる。この場合、特に、流路区間５７が気密状態であれば、正圧を封じ込める事ができる。流路区間５７の第２の位置４７には圧力センサ３５が設けられ、この圧力センサ３５は、流路区間５７内の経時的な圧力変化を記録する。もし、バルブ５５、４９の間に封じ込められている正圧が設定値より下がったり、この正圧が設定した参照値、例えば１分間に０．２バールを超える割合で急速に変化したりする場合、第２の警告信号が発せられる。上述した第１の警告信号とこの第２の警告信号は、インジケーター装置４４（図２参照）を介して、冷蔵輸送手段２のドライバーに表示される。上述したバルブ４９、追加バルブ５５、圧力センサ３５、および温度センサ３７、５３は、上述した熱交換器３０、気化器１、および冷却システム４５の気密試験のための手段２０を構成する。また、追加バルブ５５は、排出ガスバルブとして設計されている。
【００４７】
少なくても２つの熱交換器３０と少なくても２つの気化器１が効果的に使用されて、凍結解除と冷却をかわるがわる実施する。この方法によって、大きな動作信頼性が達せられる。また、この手段によって、熱交換器３０および気化器１への氷着に対する能動的な凍結解除の結果として生じるエネルギーコストが削減される。
【００４８】
熱交換器の材料の選択のため、同質材料の組み合わせが使用されるべきである。アルミニウム製か銅製の熱交換器は、低温技術分野における運用が証明されている。他の適した材料の適用が可能であっても、製造技術の問題で、銅製パイプおよび銅製フィンからなる同質材料の選択を実施することが好ましい。本実施例において、複数本の熱交換器用のパイプは、好ましくはフィン付きパイプとして使用され、このフィン付きパイプは、同質の銅により構成され、その外側表面に複数の銅製フィンを有する。これら複数のフィンは、他の方法によって、上述した外側表面に対し、半田付け、溶接、かしめ、接着、或いは取り付けが可能である。これら複数のフィン１７は、圧延工程によってパイプ素材から好ましくはプレス加工され、そして、上述した外側表面に起伏を付ける。このフィンの起伏は、最後の圧延工程で製作される。パイプを通る横方向の層状の流れが生じた場合、上述した起伏形状は、フィン１７の間に乱気流を生じ、この乱気流は、積極的に、空気側により高い熱伝達率を与える。圧延されたフィン１７は、好ましくは、上述した外側表面に沿ってらせん状に巻かれる。この場合、フィンとフィンの間隔は２ｍｍから１０ｍｍあり、好ましくは３ｍｍである。しかしながら、これらフィン同士の距離は、他の距離にすることもできる。複数のフィン１７を備えた複数のパイプ１４は、好ましくは、両端のフィンで保持される。端部のフィンは、複数の孔が開いた板として理解され、これら複数の孔にパイプとパイプの継手がそれぞれ通される。これら複数の孔の周りには、複数のスロットが、両端のフィンを貫通して形成されている。これら複数のスロットは、端部のフィンの取り付け点に関し、それぞれの場合において、複数本のパイプが個々に移動可能となるように設けられている。上述したパイプの両端は、好ましくは、上述した端部のフィンを超えて突き出ている。好ましくは銅で形成された両端のフィン、および複数本のフィン付きパイプの複数のパイプ継手は、好ましくは半田付けによって、上述した両端のフィンに固着される。上述した両端のフィンから突出した、複数のフィンを備えた複数本のパイプ１４の両端は、複数の銅製の複数の管或いは複数の架橋部材を介して互いに接続されている。
【００４９】
液体窒素から複数本のパイプへの熱の伝達の初期の段階において、熱交換器の複数のパイプ内で、液体から気体への物理的状態の相変化が起こる。この物理的状態変化の間中、液体−気体混合物の反応が薄い層で起り核沸騰が起こる。複数のパイプ内における核沸騰の結果として、液体の加速が生じることが経験上わかっている。この液体の加速は、流れの方向に沿って液体より前に形成された気泡によって起きる。
【００５０】
上述した気化器１において、結果として生出した小さな複数の気泡がたちまち大きな複数の気泡に結合され、これら大きな気泡の前にある液体の柱を、体積変化の結果による爆発的な割合で、熱交換器のパイプを通して進ませる。この工程を通して、上述した複数の熱交換器において、液化ガスから上述したパイプの壁２３への熱の不十分な伝導しか起きない。
【００５１】
上述した熱交換器３０において、複数の熱交換器パイプの内部における最も均一な気化の可能性、およびこの方法における熱伝達係数の増大を許容する複数の構成部品がパイプ１４内に組み込まれている。この最適化を達成するため、複数の流れ成形部品または複数の整流部材２１が、複数のパイプ１４内部に挿入されており、常に液体がパイプ壁２３の内側表面に沿って流れる事を確実にしている。棒状部品２２は、例えば、パイプの横断面をｎ個の部分に長手方向に分割するために利用される。これらの部分は、丸を分割した形状を成し、これら分割された部分の角度は、パイプの中心から始まってパイプの内側表面まで延びている。これら分割された部分は、パイプの内側に可能な限り大きな空間的容積を持ち得る形状にすべきであり、他の幾何的形状も採用できる。好ましくは、パイプの内側に置かれた星形によって５つの放射状の形状が採用される。この星形部材は、パイプの長手軸に対してねじられている。すでに述べたように、熱交換器のパイプに入った時、液体窒素は、気泡が形成されて自身の体積が変化することによって加速される。ｎ本の放射状の腕を持った棒状部品２２の長手軸１９に対するねじれまたは位置の変化は、パイプ１４内に複数の流通路を生じさせ、これら複数の流通路は、パイプの壁２３の内面に沿ったコイルの形状を呈する。ｎ本の放射状の腕を持った棒状部品２２の位置の変化は、パイプ１４の全長にわたって長手軸１９に対して請け負わせることができる。しかしながら、複数の流通路は、ねじれた後でも、パイプ内に存在しなければならない。上述した内部部品は、長手軸１９に沿って１メーターあたり２回から１０回、好ましくは３回ねじられている。ｎ本の放射状の腕がある棒状部品２２のねじれは、遠心力によって加速された流体をパイプ内面に押し付け、パイプに沿って送る。液体とパイプ内面との間の温度差に起因して、液体窒素の物理状態は、核沸騰によって変化される。この方法によって、熱伝達係数は、顕著に増大される。液化ガスは、比較的短い距離送られた後、ほとんどすっかり気化される。
【００５２】
熱交換器内にある全てのパイプ１４は、液体窒素で充填され得る。好ましくは、２つのパイプ１４に液体窒素が充填される。液体窒素が充填された熱交換器内にある複数本のフィン付きパイプは、好ましくは、重力方向に沿って最上部にある複数のパイプである。排気口側の重力方向に沿って最も高い位置にある２つのパイプは、液体を充填する目的で使われる。この方法によって、冷却対象の空気の流れと窒素の流れとの間の逆方向の流れが、交わる流れに重ねられる。
【００５３】
好ましくは、流体が充填されてねじられた星形部品が内部に配置されたフィン付きパイプ１４の下流側に、相分離器２４が接続される。相分離器２４は、パイプ内面と接触せずに、或いは不十分な接触しかせずに、気化しなかった、いかなる液体をも集める。複数の相分離器は、好ましくは、水平圧力容器として構成されている。入り口側パイプは、好ましくは、鉛直上方に面した容器表面から短い距離だけ下がった位置で、端面を通って配管される。複数の出口側パイプは、入口側パイプの反対側にあり、出口側パイプは、好ましくは、むしろ下にある容器表面より短い距離だけ重力方向上方の位置で、端面を通って配管される。
【００５４】
相分離器２４の働きは、同伴された液体成分を集めて、この集めた液体成分を、フィンを有する後続のパイプ（フィン付きパイプ）の上述した下方の出口側パイプを通して熱交換器へ戻すことである。気化されずに集められたいかなる窒素も、好ましくは、排気側の重力方向に沿って最も低い位置にある２本のフィン付きパイプへ戻される。
【００５５】
ねじられて内部に置かれた棒状部品２２を備えた下流のフィン付きパイプ１４は、窒素ガスのための予備加熱器として働く。窒素ガスを規定されている排出ガス温度まで加熱するため、ｎ本のパイプを下流側に接続可能である。好ましくは、６本のパイプが予備加熱器として使われ、この場合、相分離器からの２本の戻りパイプも、その数に含まれる。
【００５６】
好ましくは、熱交換器も、また、予備加熱器としてのみ使用可能である。この目的のため、入り口におけるガス温度は、冷却予定のチャンバー内の空気の温度よりかなり低くすべきである。
【００５７】
パイプ１４の内部から凍結解除のための熱入力をすることが、工程技術の理由から、不可能であるため、電熱手段が設けられている。この凍結解除のための加熱は、いかなる氷着をも消散し得る。特に、この場合生じる−１９６℃から＋１００℃への温度変動は、特別な特性を有する加熱法とパイプを必要とする。凍結解除のための電気的加熱手段には、好ましくは、少なくても２本から４０本、例えば９本の銀メッキ銅縒り線が必要とされ、それぞれの場合に於いて銅縒り線の直径を０.１ｍｍから０.５ｍｍ、例えば０.２５ｍｍにすることができる。これら銅縒り線は、電気的絶縁性を与えるため、ポリテトラフロロエチレン（ＰＴＦＥ）のようなポリマーで出来た被覆に入っている。ＰＴＦＥ被覆を備えた銀メッキ銅縒り線が、フィン付きパイプのベースまで、複数のフィン１７の間でらせん状に巻き付けられており、それにより、各フィン１７とフィンのベースの間で、フィン付きパイプの銅と加熱ケーブルとの間に接触が達成される。この方法によって、熱交換器全体の凍結解除のための均一な熱分布が可能である。
【００５８】
熱交換器全体にわたる空気の流れを規定するため、熱交換器用ハウジング２９がカバーフードとして設計されており、このカバーフードは、一方で、結露水の捕集タンク３１として機能し、他方で、熱交換器３０内における空気の流路を確保する。加えて、熱交換器用ハウジング２９は、目的とする様式に従って空気の抜き取り方向を決める。空気の抜き取り方向は、熱交換器のフードに複数の破壊部位を設ける処置により、前方に、又は任意に左に右に、又は左と右同時に、必要に応じて設定できる。つまり、フードの複数の破壊部位のうち所望する空気の抜き取り方向を指し示す破壊部位が、求めに応じて即座に破壊されて開かれる。例えばポリスチレンとポリエチレンを組み合わせたプラスチックなどで出来た熱交換器ハウジングが、大きな温度差のため、好ましくは選択される。このような素材の組み合わせは、その小さな熱変形によって特徴付けられている。さらに、このような材料は、即座に成形でき、外面への結露を避けるための内側の断熱の可能性を備えている。
【００５９】
熱交換器および正確には気化器は、効果的には、液化ガスの気化のための熱の伝達を最適化するための装置、特に、低温液体窒素のための装置を備えており、この装置は、空気冷却器として機能する。このため、熱交換器および特に気化器は、らせん状に巻かれた起伏のあるフィンを外側に有する複数本のフィン付きパイプを備えている。この場合、熱交換器のパイプとフィンの素材の組み合わせは、特に、同質の金属により形成されている。これら同質の材料は銅にできる。特に、フィン付きパイプの内側では、パイプの横断面をｎ個に分割する整流部材が用いられる。これら複数の分割された部分は、丸の分割された部分の形状を成し得、および／或いは、１つの丸の分割された部分は、角度を持ってパイプの中心からパイプの内面まで延びることができる。パイプの内側に最も大きい空間的容積を効果的に形成する他の幾何形状も適用可能である。多方に放射状に延びる断面形状を内側の断面形状に採用するのが効果的であり、特に、内部に配置された星形断面の形状をした５本の放射状の断面形状を採用するのが効果的である。フィン付きパイプの内部に配置された構造物の断面形状を長手軸に対して変形させる特別な選択があり、その結果として、パイプの中心に向かってだんだん細くなるらせん状の流通路がパイプの内部に形成される。フィン付きパイプの内部にあるこのような整流部材は、パイプの横断面を少なくとも１度分割できる。効果的には、少なくとも１度パイプの横断面を分割するフィン付きパイプの内部にある整流部材は、少なくとも２つのらせん状の流通路がパイプの内部に形成されるようにらせん状にねじられている。液体窒素が充填される上述した複数のパイプは、効果的には、排気側の重力方向に沿った最上部の複数のパイプである。上述した複数のフィン付きパイプは、効果的には、それぞれの場合において、その両端で、銅製の端部のフィンに半田付けされる。水平相分離器２４は、圧力容器として、上述した端部のフィンに形成および／或いは溶着可能である。上述した相分離器２４へ挿入される入口側パイプは、圧力容器の表面から下に短い距離だけ離れた上述した端面の上部領域で、相分離器内へ導入可能である。出口側パイプは、圧力容器の表面より上方に僅かに離れた位置で、相分離器の端面の低い領域から配管可能である。熱交換器のプラスチック部品は、圧縮成形または引抜き成形により、熱可塑性プラスチック(好ましくはポリエチレン、ＰＥ)から形成可能である。ポリスチレン／ポリエチレンの材料の組み合わせは、高い温度差の見地から、そして断熱の必要性から、効果的である。
【００６０】
本発明に密接に関わる多種多様な追加の実施例が以下に述べられる。個々の実施例は、それぞれの場合において個々に適用可能であり、言い換えると、互いに独立しており、或いは必要に応じて互いに組み合わせることができる。また、これらの実施例は、既に説明した実施例と組み合わせることもできる。
【００６１】
動作の信頼性、エネルギー効率の信頼性の観点から、特に効果的な可動冷蔵輸送手段２は、少なくとも１つの冷却チャンバー４を収容した冷却チャンバーハウジング３、液化ガスのためのタンク５、冷却チャンバー４へ冷気を解放する際に液化ガスを気化するための気化器１、および、気化されたガスのための排出パイプ６を有する。上述した気化器１は、冷却チャンバー４の外側に配置されている。上述した気化器１からの冷気は、効果的には、複数の流通路７を介して、冷却チャンバー４から気化器１へ運ばれ、または気化器１から冷却チャンバー４へ運ばれた冷却された空気へ解放される。特に、この目的のため、冷却チャンバー４の外側に通風機８が設けられ、それに関連して、通風機８と気化器１が冷却モジュール１０として冷蔵輸送手段２に取り付け可能である。冷蔵輸送手段２は、特に、少なくても０℃より低く、特に−１０℃より低い温度にするための少なくとも１つの第１の冷却チャンバー４、および、０℃より高く、特に＋４℃から＋１０℃の間の温度にするための少なくとも１つの第２の冷却チャンバー９を１つ有する。気化器１は、冷蔵輸送手段２の上方領域１１、特に屋根或いは正面に配置可能である。タンク５は、冷蔵輸送手段２の下方領域１２、特に冷蔵輸送手段２の下側に配置可能である。タンク５には、特に、圧力増強手段１３を伴う圧力制御装置３８が設けられている。圧力増強手段１３は、例えば、液化ガスを気化器１へ送り出す電熱手段である。効果的には、冷却システム、特に、気化器１の気密試験手段２０が設けられている。必要とする加熱エネルギーは、大気温熱から取り込み可能である。
【００６２】
可動冷蔵輸送手段２の冷却チャンバー４を冷却するための効果的な方法は、以下の工程を有する。即ち、液化ガスをタンク５から移動させて冷却チャンバー４の外側に配置された気化器１へ供給する工程、冷却のための冷気の流れを冷却チャンバー４から除去する工程、気化器１内で液化ガスを気化させて、冷気の流れを冷却するための冷却成分の少なくとも一部を利用する工程、および、冷却された冷気の流れを冷却チャンバー４内へ導入する工程を有する。
【００６３】
冷気の高い利用率を達成する目的で、液化ガスのためのタンク５を有する冷蔵輸送手段２のための特に効果的な熱交換器３０は、液化ガスの流れの受け入れ、および液化ガスの少なくとも一定量の気化のための少なくとも１つのパイプ１４を有し、パイプ１４は、少なくともいくつかの区間で、長手軸１９を有する。また、熱交換器３０は、液化ガスのための入口２６、および少なくとも部分的に気化されたガスのための出口２５を有する。そして、出口２５には、排出パイプ６が、流れを許容するような方法で接続されている。また、パイプ１４内部には、乱流の発生を目的とし、或いは液相と気相の放射状の分離を目的とした複数の構成部品１８が配置されている。パイプ壁２３上のガスインターフェース層の厚さは、乱流によって減少され、この結果として、液化ガスとパイプ壁との熱接触が改良される。特に、複数の構成部品１８は、この場合、パイプ１４内の複数の整流部材２１によって構成されており、特に、長手軸１９に沿って延びた複数本の棒状部品２２又は複数の細長い板片によって構成されている。これら複数の棒状部品２２や細長い板片は、効果的には、星形断面を有し、特に少なくても２つ、好ましくは少なくとも３つ、例えば少なくとも５つの放射状の断面形状を有する腕を有する。上述した複数の整流部材２１は、長手軸１９に沿ってねじられた状態で延設可能である。また、これら複数の整流部材２１は、起伏を付けられた状態で、長手軸１９に沿って延設可能である。パイプ１４は効果的にはパイプ壁２３を有し、このパイプ壁２３は、特徴付けられ、特に長手軸１９に沿って起伏或いは変位されている。このパイプ１４は、その横断面がパイプ１４に沿って変化可能である。特に、第２のパイプ位置１６におけるパイプの第２の横断面上に、第１のパイプ位置１５におけるパイプの第１の横断面を投影した場合の突出面は、パイプの内部横断面の９０％より少なく、特に７０％より少なく、好ましくは５０％より少ない。この場合、上述した第１および第２の位置は、パイプの長手方向に沿って１００ｍｍずれている。
【００６４】
パイプ１４は、特に、その外側に巻かれた複数のフィン１７を有することができ、これら複数のフィン１７は、らせん形状および／或いは起伏の形で巻装されている。このパイプ１４および複数の構成部品１８は、特に、同質の材料、特に銅により形成され、流体伝達パイプの外側から、１つの部品から、特に、プレス成形され、溶接され、或いは半田付けされる。熱的に引き起こされるひずみは、この方法によって減少される。上述した複数の構成部品１８は、パイプ１４の内部横断面を、少なくとも２つ、特に少なくても３つ、好ましくは少なくても５つの断面部分に分割可能である。この方法によって、パイプの容積に対する壁の総表面積の割合は改良される。特に、パイプ内側の上述した上述した各横断面は、放射状に外側に向かって延びている。液化ガスを気化ガスより分離するための相分離器２４が備えられており、この相分離器２４が、流れを許容するような方法で、出口２５に接続されている。この相分離器２４は、圧力容器として形成可能である。液化ガスの入口２６は、少なくとも部分的に気化されたガスのための出口２５の重力方向上方に配置可能である。熱交換器３０は、効果的には、パイプ１４の周囲にらせん状に巻かれた電熱手段２８を有する。この方法によって、熱交換器上に形成されたどんな氷でも除去することができる。集まった水を収集する捕集タンク３１は、パイプ１４の下方に配置可能であり、この捕集タンク３１は、特に、加熱部材３２を有する。熱交換器３０は、特に、熱可塑性プラスティックで形成された熱交換器用ハウジング２９を有する。この熱交換器用ハウジング２９は、熱交換器３０内の気流の流れ位置を保証する。熱交換器３０には、特に、降滴の侵入を防ぐのが目的である防止縁３４を有する排出口３３が設けられている。この防止縁３４の働きにより、解凍された水が複数の流通路７内へ吹き込むこと、およびそこで氷結することを防止できる。効果的には、少なくとも１つの圧力センサ３５が熱交換器３０に設けられ、冷却システム、特に熱交換器３０の気密試験のための手段２０が設けられ、特に、温度センサ３７が熱交換器３０に設けられて気密試験のための手段２０に電気的に接続されている。この目的のため、液化ガスのための配管システム内に正圧が形成され、この正圧が安定して残るかどうかの観測がなされる。圧力の降下は漏洩を示す。上述した複数の温度センサは、圧力測定に影響を及ぼす液化ガスがパイプ内に存在するかどうかを立証するために使用される。欠陥のある供給バルブに帰することができる一定圧力の可能性を排除するため、各バルブの機能試験もまた気密試験において実施される。このことは、試験対象となる空間からの圧力逃げの初期の救済となり、この試験空間にある大気圧の保護になる。これは、他の方法で保証されなければならない供給側の漏洩として、増大してはならない。
【００６５】
安全に係わる性質の問題に関し、および技術的効率の理由のため、冷蔵輸送手段２の冷却システム４５の気密性を監視するのに都合の良い第１の方法が、以下に示す工程を含んでいる。即ち、冷却システム４５内部の少なくても第１の位置４６における経時的な温度変化を記録し、第１の時間間隔内における第１の位置４６のどんな温度変化をも決定する工程、および、この変化を第１の参照値と比較して、この変化が第１の参照値を超える場合、第１の警告信号を発する工程を含む。安全に係わる性質の問題に関し、および技術的効率の理由のため、冷蔵輸送手段２の冷却システム４５の気密性を監視するのに都合の良い第２の方法が、以下に示す工程を含んでいる。即ち、冷却システム４５の流路区間５７を正圧に晒す工程、この流路区間５７を閉塞する工程、この流路区間５７における少なくとも第２の位置４７において経時的な圧力変化を記録し、第２の時間間隔内における第２の位置４７のどんな圧力変化をも決定する工程、および、この変化を第２の参照値と比較して、この変化が第２の参照値を超える場合、第２の警告信号を発する工程を含む。特に、圧力が増大したとき、この時間遅延に基づく第２の方法が繰り返される。もし圧力が設定最低圧力を下回ると、効果的には、追加の警告信号が与えられる。この場合、上述した第１の方法と更なる方法を合わせることが有利であり、更なる方法は、特に、第１の警告信号が発せられたとき、履行される。述した第１の参照値は、効果的には、１分間に２０℃を超えない温度低下、特に１分間に１０℃を超えない温度低下、例えば１分間に５℃を超えない温度低下に相当する。上述した第２の参照値は、特に、１分間に１バールを超えない圧力低下、特に１分間に０.５バールを超えない圧力低下、例えば１分間に０.２バールを超えない圧力低下に相当する。ラフな試験のため、上述した第１および第２の時間間隔は、例えば、１秒から３００秒の間の時間間隔、特に５０秒から１８０秒の間の時間間隔、例えば１０秒から６０秒の間の時間間隔を有する。正確な試験のため、上述した第２の時間間隔は、例えば、５分から２４時間の間の時間間隔、特に３０分から１２時間の間の時間間隔、例えば１時間から４時間の間の時間間隔を有する。上述した気密の監視は、冷蔵輸送手段２の停止によって開始可能となる。第１および／或いは第２の警告信号は、インジケーター装置４４によって、視覚的および／或いは音響的に示すことができる。上述した監視は、特に、上述した冷却システム４５の凍結解除の間中に始められおよび／或いは実行される。
【００６６】
代わりに或いは追加で、以下の連続的な工程を含む方法によって、冷却システム４５の気密監視が可能である。
【００６７】
ａ）タンクと以下の構成部品の内の少なくとも１つとの間のバルブ４９を閉める工程：上記構成部品は、追加バルブ５５の少なくとも同時に動作する開口を備えた熱交換器３０および気化器１であり、上記追加バルブ５５を介して、排出パイプ６への流れが関係した接続が可能であり、そして、上記バルブ４９と追加バルブ５５との間の圧力を計測する工程；
ｂ)上記追加バルブ５５を閉めて、上記バルブ４９と追加バルブ５５との間の圧力を計測する工程；
ｃ)上記バルブ４９を開けて、上記バルブ４９と追加バルブ５５との間の圧力を計測する工程。
【００６８】
壊れていない完全なバルブ４９および壊れていない完全な追加バルブ５５である場合、上述した工程ａ）において、実質的に一定温度であると仮定すると、測定された圧力は、冷却システムの外側を取巻く圧力、通常は大気圧と一致すべきである。上述した工程ｂ)において、測定された圧力は、経時的に一定であるべきだが、工程ｃ)においては、圧力は平衡のとれた圧力まで上昇し、そして実質的に一定圧力が側定されるべきである。これらの圧力は、バルブ４９、５５の誤作動が検出できるように、特に、設定可能な参照値と比較可能である。
【００６９】
少なくとも１つの冷却チャンバー４、９を有する冷蔵輸送手段２の冷却システム４５を動作するための特に効果的な方法は、冷却システム４５の気密試験のための２つの方法のうち少なくとも一方を有する。特に、冷却システム４５は、通風機８を有し、通風機８は、冷却チャンバー４、９のドア４８が開いた時、スイッチがオンにされる。
【００７０】
冷蔵輸送手段２のための特に効果的な冷却システム４５は、液化ガスのための少なくとも１つのタンク、少なくとも１つの気化器１、および冷却システム４５の気密試験のための１つの手段２０を有する。この手段２０は、冷却システム４５の気密試験のための２つの方法のうちの少なくとも一方を実施するための少なくとも１つの温度センサ３７および／或いは少なくとも１つの圧力センサ３５を備えている。特に、冷却チャンバー４、９には、ドア４８と通風機８が備えられており、通風機８は、ドア４８が開かれるやいなや機能し始める。特に、通風機８は、ガス漏洩が検出された時、および冷却チャンバー４、９のドア４８が開かれた時に、機能し始める。
【００７１】
特に効果的な冷蔵輸送手段２は、上述した冷却システム４５を有する。
【００７２】
本発明は、液化ガスのための気化器１を備えた冷蔵輸送手段２上の液化ガスのためのタンク５内に正圧を発生させるための装置および方法に関する。上述した気化器１は、液化ガスのための流路４２を介してタンク５に流体を流すように接続されている。バルブ４９は、上記流路４２に配置されている。本発明の方法は、以下に示す工程を有する。即ち、バルブ４９を開けて液化ガスをタンク５から流路４２へ出す工程、液化ガス成分を流路４２内に残してタンク５へ逆流可能なようにバルブ４９を閉じる工程、および流路４２内の液化ガス成分を加熱する工程を有する。本発明は、液化ガスの供給方法、および冷却システム内における液化ガスのためのタンク内に正圧を発生させるための装置に関する。この装置には、圧力を発生させるためのこの発明の方法が利用される。また、本発明によると、冷蔵輸送手段に積んだ製品の特に効率的な、そして確実な冷却が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】図１は、この発明による冷蔵輸送手段の側面図である。
【図２】図２は、この発明による冷蔵輸送手段の気化器を示す概略断面図である。
【図３】図３は、図１の冷蔵輸送手段の気化器を示す立体斜視図である。
【図４】図４は、図３の気化器の側面図である。
【図５】図５は、図３および図４の気化器の平面図である。
【図６】図６は、図３の気化器のパイプを示す平面図である。
【図７】図７は、図６のパイプの断面斜視図である。
【図８】図８は、図６および図７のパイプの断面図である。
【図９】図９は、この発明の冷蔵輸送手段の気化器のための更なるパイプを示す側面図である。
【図１０】図１０は、熱交換器のハウジングを示す概略斜視図である。
【図１１】図１１は、例えば図１の冷蔵輸送手段に使える種類の冷却モジュールを開いた状で示す立体斜視図である。
【図１２】図１２は、この発明の圧力発生システム、またはこの発明の漏れ試験システムを示す図である。
【符号の説明】
【００７４】
１…気化器
２…冷蔵輸送手段
３…冷却チャンバーハウジング
４…冷却チャンバー
５…タンク
６…排出パイプ
７…流通路
８…通風機
９…冷却チャンバー
１０…冷却モジュール
１１…上方領域
１２…下方領域
１３…圧力増強手段
１４…パイプ
１５…第１のパイプ位置
１６…第２のパイプ位置
１７…フィン
１８…構成部品
１９…長手軸
２０…熱交換器３０および気化器１の気密試験手段
２１…整流部材
２２…棒状部品
２３…パイプ壁
２４…相分離器
２５…出口側
２６…入口側
２７…冷却された空気
２８…電熱器
２９…熱交換器用ハウジング
３０…熱交換器
３１…捕集タンク
３２…加熱部材
３３…排出口
３４…防止縁
３５…圧力センサ
３６…相分離器２４の供給流路
３７…温度センサ
３８…圧力制御装置
３９…冷却のための冷気
４０…相分離器２４のための戻り流路
４１…渦を巻く構造
４２…液化ガスのための流路
４３…電気配線
４４…インジケーター装置
４５…冷却システム
４６…第１の位置
４７…第２の位置
４８…ドア
４９…バルブ
５０…前面
５１…熱架橋
５２…通風機のためのモーター
５３…温度センサ
５４…液化ガスの流れ方向
５５…追加バルブ
５６…排出ガス
５７…流路区間
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液化ガスのための気化器（１）を備えた冷蔵輸送手段（２）に搭載された液化ガスのためのタンク（５）内に正圧を発生させるための方法であって、
上記気化器（１）が液化ガスのための流路（４２）を介して流体を流すように上記タンク（５）に接続され、上記流路（４２）の途中にバルブ（４９）が配置され、
液化ガスが上記タンク（５）から出て上記流路（４２）内へ送り込まれるように上記バルブ（４９）を開く工程と、
液化ガスの成分が上記流路（４２）内に残り且つ上記タンク（５）内へ逆流可能にするよう上記バルブ（４９）を閉じる工程と、
上記流路（４２）内の上記液化ガス成分を加熱する工程と、
を有する方法。
【請求項２】
上記流路（４２）内の液化ガス成分は、少なくとも一部が気化される方法で加熱されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
上記バルブ（４９）を閉じたとき、当該バルブ（４９）の上流の上記流路（４２）において、上記タンク（５）の容積の少なくとも１／１５００、特に、少なくとも１／７００、例えば少なくとも１／３００の容積の液化ガスが封入されることを特徴とする請求項１または請求項２のうちいずれか１項に記載の方法。
【請求項４】
上記加熱工程によって、少なくとも１０％、特に、少なくとも２０％、例えば少なくとも５０％、或いは少なくとも８０％の上記流路（５）内に残った液化ガス成分が気化することを特徴とする請求項１乃至請求項３のうちいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
上記加熱は、上記流路（４２）上への大気からの熱によって起こることを特徴とする請求項１乃至請求項４のうちいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
タンク（５）から重力方向に沿ってより高い位置にある冷蔵輸送手段（２）の気化器（１）へ液化ガスを供給する方法であって、
上記気化器（１）が、流れを許容する方法で、液化ガスのための流路（４２）を介して、上記タンク（５）に接続されており、バルブ（４９）が、上記流路（４２）の途中に配置されており、
請求項１乃至請求項５のうちいずれか１項に記載の方法に従って上記タンク内に正圧を発生させる工程と、
上記バルブ（４９）開いて、上記正圧によって、上記液化ガスが上記気化器（１）内へ押し込まれることを許容する工程と、
を有する方法。
【請求項７】
上記バルブ（４９）は、断続的な方法で開かれることを特徴とする請求項６に記載の方法。
【請求項８】
液化ガスのための気化器（１）を備えた冷蔵輸送手段（２）に搭載された液化ガスのためのタンク（５）内に正圧を発生させるための装置であって、
上記気化器（１）が液化ガスのための流路（４２）を介して流体を流すように上記タンク（５）に接続され、上記流路（４２）の途中にバルブ（４９）が配置され、
請求項１乃至請求項５のうちいずれか１項に記載の方法を実行するための制御手段を有する装置。
【請求項９】
上記バルブ（４９）上流の上記流路（４２）内の容積は、上記タンク（５）内の容積の少なくとも１／１５００、特に、少なくとも１／７００、例えば少なくとも１／３００であることを特徴とする請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
上記流路（４２）は、断熱構造を有することを特徴とする請求項８または請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
上記流路は、上記バルブ（４９）上流に熱架橋（５１）を有することを特徴とする請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
少なくとも１つの冷却チャンバー（４、９）、液化ガスのためのタンク（５）、および液化ガスの気化と上記冷却チャンバー（４、９）への冷気の放出のための気化器（１）を有する冷蔵輸送手段（２）のための冷却システム（４５）であって、
上記気化器（１）が液化ガスのための流路（４２）を介して流体を流すように上記タンク（５）に接続され、上記流路（４２）の途中にバルブ（４９）が配置され、
圧力を発生するための請求項８乃至請求項１１のうちいずれか１項に記載の装置が設けられていることを特徴とする冷却システム。
【請求項１３】
請求項１２に記載の冷却システム（４５）を有する冷蔵輸送手段（２）。
【請求項１】
液化ガスのための気化器（１）を備えた冷蔵輸送手段（２）に搭載された液化ガスのためのタンク（５）内に正圧を発生させるための方法であって、
上記気化器（１）が液化ガスのための流路（４２）を介して流体を流すように上記タンク（５）に接続され、上記流路（４２）の途中にバルブ（４９）が配置され、
液化ガスが上記タンク（５）から出て上記流路（４２）内へ送り込まれるように上記バルブ（４９）を開く工程と、
液化ガスの成分が上記流路（４２）内に残り且つ上記タンク（５）内へ逆流可能にするよう上記バルブ（４９）を閉じる工程と、
上記流路（４２）内の上記液化ガス成分を加熱する工程と、
を有する方法。
【請求項２】
上記流路（４２）内の液化ガス成分は、少なくとも一部が気化される方法で加熱されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
上記バルブ（４９）を閉じたとき、当該バルブ（４９）の上流の上記流路（４２）において、上記タンク（５）の容積の少なくとも１／１５００、特に、少なくとも１／７００、例えば少なくとも１／３００の容積の液化ガスが封入されることを特徴とする請求項１または請求項２のうちいずれか１項に記載の方法。
【請求項４】
上記加熱工程によって、少なくとも１０％、特に、少なくとも２０％、例えば少なくとも５０％、或いは少なくとも８０％の上記流路（５）内に残った液化ガス成分が気化することを特徴とする請求項１乃至請求項３のうちいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
上記加熱は、上記流路（４２）上への大気からの熱によって起こることを特徴とする請求項１乃至請求項４のうちいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
タンク（５）から重力方向に沿ってより高い位置にある冷蔵輸送手段（２）の気化器（１）へ液化ガスを供給する方法であって、
上記気化器（１）が、流れを許容する方法で、液化ガスのための流路（４２）を介して、上記タンク（５）に接続されており、バルブ（４９）が、上記流路（４２）の途中に配置されており、
請求項１乃至請求項５のうちいずれか１項に記載の方法に従って上記タンク内に正圧を発生させる工程と、
上記バルブ（４９）開いて、上記正圧によって、上記液化ガスが上記気化器（１）内へ押し込まれることを許容する工程と、
を有する方法。
【請求項７】
上記バルブ（４９）は、断続的な方法で開かれることを特徴とする請求項６に記載の方法。
【請求項８】
液化ガスのための気化器（１）を備えた冷蔵輸送手段（２）に搭載された液化ガスのためのタンク（５）内に正圧を発生させるための装置であって、
上記気化器（１）が液化ガスのための流路（４２）を介して流体を流すように上記タンク（５）に接続され、上記流路（４２）の途中にバルブ（４９）が配置され、
請求項１乃至請求項５のうちいずれか１項に記載の方法を実行するための制御手段を有する装置。
【請求項９】
上記バルブ（４９）上流の上記流路（４２）内の容積は、上記タンク（５）内の容積の少なくとも１／１５００、特に、少なくとも１／７００、例えば少なくとも１／３００であることを特徴とする請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
上記流路（４２）は、断熱構造を有することを特徴とする請求項８または請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
上記流路は、上記バルブ（４９）上流に熱架橋（５１）を有することを特徴とする請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
少なくとも１つの冷却チャンバー（４、９）、液化ガスのためのタンク（５）、および液化ガスの気化と上記冷却チャンバー（４、９）への冷気の放出のための気化器（１）を有する冷蔵輸送手段（２）のための冷却システム（４５）であって、
上記気化器（１）が液化ガスのための流路（４２）を介して流体を流すように上記タンク（５）に接続され、上記流路（４２）の途中にバルブ（４９）が配置され、
圧力を発生するための請求項８乃至請求項１１のうちいずれか１項に記載の装置が設けられていることを特徴とする冷却システム。
【請求項１３】
請求項１２に記載の冷却システム（４５）を有する冷蔵輸送手段（２）。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公表番号】特表２００９−５３３６０８（Ｐ２００９−５３３６０８Ａ）
【公表日】平成２１年９月１７日（２００９．９．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−５０３７２７（Ｐ２００９−５０３７２７）
【出願日】平成１９年３月２７日（２００７．３．２７）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＩＢ２００７／０５１４４３
【国際公開番号】ＷＯ２００７／１１６３８１
【国際公開日】平成１９年１０月１８日（２００７．１０．１８）
【出願人】（５９１０３６５７２）レール・リキード−ソシエテ・アノニム・プール・レテュード・エ・レクスプロワタシオン・デ・プロセデ・ジョルジュ・クロード (438)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２１年９月１７日（２００９．９．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年３月２７日（２００７．３．２７）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＩＢ２００７／０５１４４３
【国際公開番号】ＷＯ２００７／１１６３８１
【国際公開日】平成１９年１０月１８日（２００７．１０．１８）
【出願人】（５９１０３６５７２）レール・リキード−ソシエテ・アノニム・プール・レテュード・エ・レクスプロワタシオン・デ・プロセデ・ジョルジュ・クロード (438)
【Ｆターム（参考）】
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