具有單個(gè)流動轉(zhuǎn)向致動器的再生洗滌器系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種用于從密閉環(huán)境內(nèi)的大氣中去除選定氣體的再生洗滌器系統(tǒng)。所述洗滌器系統(tǒng)包括：洗滌器模塊，其具有第一洗滌器和第二洗滌器，各容納用于吸附所述選定氣體的再生吸附材料多孔物質(zhì)；第一流動轉(zhuǎn)向裝置，其相對于來自所述密閉環(huán)境的氣流設(shè)置在所述洗滌器模塊的上游；第二流動轉(zhuǎn)向裝置，其相對于來自所述密閉環(huán)境的氣流設(shè)置在所述洗滌器的下游；以及單個(gè)致動器，其與所述第一流動轉(zhuǎn)向裝置和所述第二流動轉(zhuǎn)向裝置中的每一個(gè)操作性地聯(lián)合。
【專利說明】具有單個(gè)流動轉(zhuǎn)向致動器的再生洗滌器系統(tǒng)
[0001]相關(guān)申請的交叉引用
[0002]本申請參考在2011年7月18日提交的標(biāo)題為“REGENERATIVE SCRUBBER SYSTEMWITH SINGLE FLOW DIVERSION ACTUATOR”的美國臨時(shí)申請序列號61/508，866并且要求所述申請的優(yōu)先權(quán)和權(quán)益，所述申請的全部內(nèi)容以引用方式并入本文中。
[0003]發(fā)明背景
[0004]本發(fā)明大體上涉及控制封閉環(huán)境內(nèi)的大氣的組成，并且更具體地說，涉及從密閉環(huán)境(如冷藏運(yùn)輸集裝箱的貨箱)內(nèi)的大氣中去除二氧化碳和(任選地)來自新鮮農(nóng)產(chǎn)品的呼吸作用的氣體的其它副產(chǎn)物。
[0005]通常在密閉空間(如卡車、拖車、海運(yùn)集裝箱或聯(lián)運(yùn)集裝箱的貨箱)內(nèi)的受控環(huán)境中運(yùn)輸易腐物品。制冷系統(tǒng)(也稱為運(yùn)輸制冷系統(tǒng))與貨箱內(nèi)的密閉空間操作性地聯(lián)合以用于控制密閉空間內(nèi)的空氣的溫度。制冷系統(tǒng)操作來將密閉空間內(nèi)的空氣溫度保持在為存放于貨箱內(nèi)的易腐物品的具體類型所選擇的期望溫度范圍內(nèi)。制冷系統(tǒng)包括制冷單元，所述制冷單元包括設(shè)置在貨箱外部的制冷壓縮機(jī)和冷凝器以及被設(shè)置成與貨箱的密閉空間操作性地聯(lián)合的蒸發(fā)器。壓縮機(jī)、冷凝器和蒸發(fā)器以在制冷循環(huán)中處于串聯(lián)制冷劑流動關(guān)系來連接在制冷劑回路中。當(dāng)制冷系統(tǒng)正在工作時(shí)，空氣被與蒸發(fā)器聯(lián)合的一個(gè)或多個(gè)風(fēng)扇從密閉空間內(nèi)抽取，以與循環(huán)通過制冷劑回路的制冷劑處于熱交換關(guān)系來經(jīng)過設(shè)置在密閉空間內(nèi)的蒸發(fā)器來進(jìn)行冷卻，并且然后，經(jīng)過冷卻的空氣被重新供給至密閉空間。
[0006]某些易腐農(nóng)產(chǎn)品(如新鮮水果、蔬菜和花)產(chǎn)生二氧化碳作為呼吸作用過程的產(chǎn)物。在密閉環(huán)境中，由于收獲后呼吸，在密閉環(huán)境內(nèi)的大氣中，二氧化碳濃度升高并且氧濃度降低。如果氧濃度變得過低或二氧化碳濃度變得過高，那么農(nóng)產(chǎn)品可能會腐爛。另外，某些水果和蔬菜以及花釋放乙烯和/或乙烯化合物作為成熟過程的副產(chǎn)物。已知在貨箱的密閉空間內(nèi)存在基于乙烯的氣體會使成熟過程加快。
[0007]為了減輕這些狀況，已知向貨箱內(nèi)的密閉環(huán)境中引入新鮮空氣，同時(shí)同步地從貨箱內(nèi)的密閉環(huán)境中向外排出空氣。各種空氣交換系統(tǒng)可用于與易腐貨物的運(yùn)輸結(jié)合使用。例如，美國專利號6，763，677公開一種人工操作的新鮮空氣通風(fēng)口，其與冷藏運(yùn)輸集裝箱結(jié)合，用于向循環(huán)空氣提供新鮮空氣以及向集裝箱的貨箱外部排放部分循環(huán)空氣。
[0008]本領(lǐng)域中還已知，通過在密閉的貨物儲存空間內(nèi)提供受控大氣來延遲集裝箱或其它密閉貨物儲存空間內(nèi)的易腐農(nóng)產(chǎn)品在運(yùn)輸中的成熟。通常，通過在裝運(yùn)之前使用氮?dú)馓鎿Q密閉的貨物儲存空間內(nèi)的大氣空氣或者移走由從環(huán)境空氣中提取氮的機(jī)載系統(tǒng)產(chǎn)生的氮中的大氣空氣來提供高氮低氧大氣。前一種方法可適用于短途的良好密封的集裝箱，但是不適用于易腐農(nóng)產(chǎn)品的長途運(yùn)輸。后一種方法總體上認(rèn)為更適用于易腐農(nóng)產(chǎn)品的長途運(yùn)輸，但是需要較高資金成本以及較高操作成本。
[0009]還已知，通過使來自密閉空間內(nèi)的氣體經(jīng)過二氧化碳吸附劑的非再生床以從經(jīng)過吸附床的氣體中洗滌去二氧化碳來從密閉空間內(nèi)的大氣中去除二氧化碳。然而，當(dāng)吸附床變得飽和而必須更換二氧化碳吸附材料時(shí)，非再生系統(tǒng)失去洗滌效率。因此，此類非再生系統(tǒng)的應(yīng)用受限，尤其是在易腐農(nóng)產(chǎn)品的長途運(yùn)輸中。[0010]發(fā)明概述
[0011]本發(fā)明提供一種用于從密閉環(huán)境內(nèi)的大氣中去除選定氣體的再生洗滌器系統(tǒng)。洗滌器系統(tǒng)包括:洗滌器模塊，其具有第一洗滌器和第二洗滌器，各容納用于吸附選定氣體的再生吸附材料多孔物質(zhì)；第一流動轉(zhuǎn)向裝置，其相對于來自密閉環(huán)境的氣流設(shè)置在洗滌器模塊的上游；第二流動轉(zhuǎn)向裝置，其相對于來自密閉環(huán)境的氣流設(shè)置在洗滌器的下游；以及單個(gè)致動器，其與第一流動轉(zhuǎn)向裝置和第二流動轉(zhuǎn)向裝置中的每一個(gè)操作性地聯(lián)合。致動器可以被配置用于選擇性地將第一流動轉(zhuǎn)向裝置和第二流動轉(zhuǎn)向裝置中的每一個(gè)同時(shí)定位在第一位置來以吸附模式操作洗滌器模塊的第一洗滌器并且以再生模式操作洗滌器模塊的第二洗滌器，以及用于選擇性地將第一流動轉(zhuǎn)向裝置和第二流動轉(zhuǎn)向裝置中的每一個(gè)同時(shí)定位在第二位置來以吸附模式操作洗滌器模塊的第二洗滌器并且以再生模式操作洗滌器模塊的第一洗滌器。在一個(gè)實(shí)施方案中，單個(gè)致動器可為線性致動裝置。在一個(gè)實(shí)施方案中，單個(gè)致動器可為旋轉(zhuǎn)致動裝置。
[0012]在本發(fā)明的一方面中，提供一種再生洗滌器系統(tǒng)，其用于控制冷藏運(yùn)輸集裝箱的貨箱的密閉環(huán)境內(nèi)的大氣中的二氧化碳濃度，以將二氧化碳的濃度保持在期望水平。
[0013]附圖簡述
[0014]為了進(jìn)一步理解本公開，將參考待結(jié)合附圖閱讀的以下詳細(xì)描述，在附圖中:
[0015]圖1是配備有空氣洗滌器系統(tǒng)的冷藏運(yùn)輸集裝箱的示例性實(shí)施方案的示意表示；
[0016]圖2是具有單個(gè)線性致動器系統(tǒng)的洗滌器模塊的示例性實(shí)施方案的示意表示，所述單個(gè)線性致動器系統(tǒng)用于選擇性地在第一洗滌器與第二洗滌器之間引導(dǎo)來自箱內(nèi)和來自箱外的空氣流，其中使用處于吸附模式的第一洗滌器和處于再生模式的第二洗滌器來示出；
[0017]圖3是具有單個(gè)線性致動器系統(tǒng)的洗滌器模塊的示例性實(shí)施方案的示意表示，所述單個(gè)線性致動器系統(tǒng)用于選擇性地在第一洗滌器與第二洗滌器之間引導(dǎo)來自箱內(nèi)和來自箱外的空氣流，其中使用處于再生模式的第一洗滌器和處于吸附模式的第二洗滌器來示出；
[0018]圖4是具有單個(gè)旋轉(zhuǎn)致動器系統(tǒng)的洗滌器模塊的示例性實(shí)施方案的示意表示，所述單個(gè)旋轉(zhuǎn)致動器系統(tǒng)用于選擇性地在第一洗滌器與第二洗滌器之間引導(dǎo)來自箱內(nèi)和來自箱外的空氣流，其中使用處于吸附模式的第一洗滌器和處于再生模式的第二洗滌器來示出；
[0019]圖5是具有單個(gè)旋轉(zhuǎn)致動器系統(tǒng)的洗滌器模塊的示例性實(shí)施方案的示意表示，所述單個(gè)旋轉(zhuǎn)致動器系統(tǒng)用于選擇性地在第一洗滌器與第二洗滌器之間引導(dǎo)來自箱內(nèi)和來自箱外的空氣流，其中使用處于再生模式的第一洗滌器和處于吸附模式的第二洗滌器來示出；并且
[0020]圖6是具有二氧化碳吸附材料片的洗滌器模塊的示例性實(shí)施方案的示意表示。
[0021]發(fā)明詳述
[0022]首先參照附圖中的圖1，其中示意性描繪了配備有運(yùn)輸制冷單元20的通常標(biāo)號為10的冷藏貨物集裝箱的示例性實(shí)施方案。集裝箱10界定充當(dāng)貨物空間12(本文稱為貨箱)的密閉環(huán)境，其中例如像但不限于新鮮農(nóng)產(chǎn)品的貨物的箱子、紙盒或托盤(未示出)堆疊起來運(yùn)輸。后壁14具備一個(gè)或多個(gè)門(未示出)，可通過所述一個(gè)或多個(gè)門進(jìn)入貨箱來把貨物裝載到集裝箱10中。當(dāng)門關(guān)閉時(shí)，在集裝箱10內(nèi)建立大體上不透氣的密封貨箱，這在很大程度上阻止了內(nèi)部空氣逸出以及外部空氣滲入貨箱12中。
[0023]運(yùn)輸制冷單元20安裝至集裝箱10的壁上，通常被接納在集裝箱10的前壁16的開口中，用于調(diào)節(jié)貨箱12的冷藏密閉環(huán)境內(nèi)的空氣。制冷單元20包括具有相關(guān)聯(lián)壓縮機(jī)驅(qū)動馬達(dá)的壓縮機(jī)22和通過隔斷墻18來與貨箱12隔離的冷凝器/氣體冷卻器模塊，以及通過還形成貨箱12的前壁的運(yùn)輸制冷單元20的背板19中的回氣開口 15和供氣開口 17來與貨箱12處于空氣流連通的蒸發(fā)器模塊。
[0024]冷凝器/氣體冷卻器模塊包括冷凝器/氣體冷卻器熱交換器24，其充當(dāng)制冷劑熱損耗熱交換器，安裝在位于貨箱12外部的制冷單元20的前部分中并且被定位成與一個(gè)或多個(gè)冷凝器/氣體冷卻器風(fēng)扇26聯(lián)合以用于通常通過制冷單元20的較低前部處的開口從貨箱12外部抽取環(huán)境空氣，從而使所述空氣經(jīng)過冷凝器/氣體冷卻器熱交換器24并且將所述空氣重新排放到貨箱12外部的環(huán)境中。蒸發(fā)器模塊包括構(gòu)成制冷劑熱吸附熱交換器的蒸發(fā)器熱交換器28，以及一個(gè)或多個(gè)蒸發(fā)器風(fēng)扇30，所述一個(gè)或多個(gè)蒸發(fā)器風(fēng)扇30通過回氣開口 15從貨箱12抽取空氣32以使所述空氣經(jīng)過蒸發(fā)器熱交換器28。此后將經(jīng)過調(diào)節(jié)的空氣34通過供氣開口 17重新供給到集裝箱10的貨箱12中。壓縮器22、冷凝器/氣體冷卻器熱交換器24和蒸發(fā)器熱交換器28以常規(guī)方式設(shè)置在常規(guī)制冷循環(huán)布置的制冷劑回路中，借此當(dāng)循環(huán)空氣以與制冷劑處于熱交換關(guān)系來經(jīng)過蒸發(fā)器熱交換器28時(shí)，冷卻所述循環(huán)空氣。
[0025]盡管貨箱12的密閉環(huán)境大體上不透氣，但是當(dāng)剛收獲的農(nóng)產(chǎn)品(如水果、蔬菜和花)存放在貨箱12中時(shí)，由于農(nóng)產(chǎn)品的呼吸作用，密閉環(huán)境內(nèi)的大氣的組成將改變。更具體地說，隨著農(nóng)產(chǎn)品的成熟，二氧化碳的濃度將升高并且氧氣的濃度將降低。另外，乙烯將作為新鮮農(nóng)產(chǎn)品的呼吸作用的產(chǎn)物而產(chǎn)生。由于乙烯使成熟加快，所以乙烯的增加是不良的，尤其是對于長途運(yùn)送。因此，如本文所使用的術(shù)語“箱空氣”是指貨箱的密閉環(huán)境內(nèi)的大氣，而不考慮大氣的氣態(tài)組成。
[0026]在集裝箱10上提供再生二氧化碳去除系統(tǒng)38，來自貨箱12內(nèi)的密閉環(huán)境中的箱空氣可循環(huán)通過所述再生二氧化碳去除系統(tǒng)38，用于去除箱空氣中存在的二氧化碳的至少一部分。再生二氧化碳去除系統(tǒng)38包括洗滌器模塊40，其包括第一洗滌器40a和第二洗滌器40b，各含有再生二氧化碳吸附材料42的多孔床。如將在本文中隨后更詳細(xì)地論述，再生二氧化碳去除系統(tǒng)38的洗滌器模塊被配置以使得當(dāng)?shù)谝幌礈炱?0a和第二洗滌器40b中的一個(gè)以吸附模式操作時(shí)，第一洗滌器模塊和第二洗滌器模塊中的另一個(gè)以生成模式操作。
[0027]再生二氧化碳吸附材料42可自身包括也將吸附乙烯的材料或可與專用于吸附乙烯的吸附劑混合。應(yīng)理解，術(shù)語“再生”意指可以通過從吸附材料42中脫附所吸附的二氧化碳來保持二氧化碳或二氧化碳和乙烯的去除效率。由于這種再生特征，再生二氧化碳吸附劑適用于根據(jù)本文公開的方法的新鮮農(nóng)產(chǎn)品的長途運(yùn)輸期間的若干天或甚至若干星期的時(shí)間跨度的使用。在一個(gè)實(shí)施方案中，再生二氧化碳吸附材料42基本由活性炭組成。在一個(gè)實(shí)施方案中，再生二氧化碳吸附劑基本由沸石組成。在一個(gè)實(shí)施方案中，再生二氧化碳吸附劑包括活性炭和至少一種例如像但不限于沸石的其它活性吸附材料的混合物。
[0028]再生二氧化碳洗滌劑系統(tǒng)38進(jìn)一步包括致動器系統(tǒng)44和單個(gè)致動器50，所述致動器系統(tǒng)44包括一對流動轉(zhuǎn)向裝置46、48并且所述單個(gè)致動器50操作性地聯(lián)接到所述對流動轉(zhuǎn)向裝置46、48。相對于待洗滌的較高二氧化碳含量氣流，例如像來自貨箱12內(nèi)的密閉環(huán)境中的箱空氣流，第一流動轉(zhuǎn)向裝置46設(shè)置在洗滌器模塊的上游。相對于待洗滌的較高二氧化碳含量氣流，第二流動轉(zhuǎn)向裝置48設(shè)置在洗滌器的下游。
[0029]第一流動轉(zhuǎn)向裝置46和第二流動轉(zhuǎn)向裝置48中的每一個(gè)可選擇性地定位在第一位置或第二位置。更具體地說，第一流動轉(zhuǎn)向裝置46可選擇性地定位在第一位置或第二位置中的任一個(gè)，其中在所述第一位置，循環(huán)箱空氣流經(jīng)過再生二氧化碳吸附劑42a的第一洗滌器40a，并且在所述第二位置，循環(huán)箱空氣流經(jīng)過再生二氧化碳吸附劑42b的第二洗滌器40b。第二流動轉(zhuǎn)向裝置48可選擇性地定位在第一位置或第二位置中的任一個(gè)，其中在所述第一位置，來自集裝箱外部的空氣流經(jīng)過具有再生二氧化碳吸附材料42b的第二洗滌器40b，并且在所述第二位置，空氣流經(jīng)過具有再生二氧化碳吸附材料42a的第一洗滌器40ao
[0030]與第一流動轉(zhuǎn)向裝置46和第二流動轉(zhuǎn)向裝置48中的每一個(gè)操作性地聯(lián)合的單個(gè)致動器50被配置用于選擇性地將第一流動轉(zhuǎn)向裝置46和第二流動轉(zhuǎn)向裝置48中的每一個(gè)同時(shí)定位在第一位置，以及用于選擇性地將第一流動轉(zhuǎn)向裝置和第二流動轉(zhuǎn)向裝置中的每一個(gè)同時(shí)定位在第二位置。更具體地說，例如，單個(gè)致動器50可以被配置用于選擇性地將第一流動轉(zhuǎn)向裝置46和第二流動轉(zhuǎn)向裝置48中的每一個(gè)同時(shí)定位在第一位置來以吸附模式操作洗滌器模塊的第一洗滌器40a并且以再生模式操作洗滌器模塊的第二洗滌器40b，或用于選擇性地將第一流動轉(zhuǎn)向裝置46和第二流動轉(zhuǎn)向裝置48中的每一個(gè)同時(shí)定位在第二位置來以吸附模式操作洗滌器模塊的第二洗滌器40b并且以再生模式操作洗滌器模塊的第一洗滌器40a。因此，在一個(gè)洗滌器中的二氧化碳吸附材料42暴露于較高二氧化碳含量流，即從貨箱12的密閉環(huán)境中抽取的循環(huán)箱空氣流時(shí)，另一個(gè)洗滌器中的二氧化碳吸附材料暴露于較低二氧化碳含量流，即再生空氣流，例如，從貨箱12外部抽取的空氣。
[0031]現(xiàn)在參照圖2和圖3，其中描繪了致動器系統(tǒng)44的線性致動實(shí)施方案，其中致動器50進(jìn)一步包括與第一流動轉(zhuǎn)向裝置46操作性地聯(lián)合的第一流動轉(zhuǎn)向器52、與第二流動轉(zhuǎn)向裝置48操作性地聯(lián)合的第二流動轉(zhuǎn)向器54，以及連桿機(jī)構(gòu)56，其將第一流動轉(zhuǎn)向器和第二流動轉(zhuǎn)向器中的每一個(gè)分別與致動器50互相連接，用于響應(yīng)于致動器50進(jìn)行同時(shí)并且協(xié)調(diào)的線性移動。第一流動轉(zhuǎn)向器52和第二流動轉(zhuǎn)向器54可(例如)包括設(shè)置在相應(yīng)流動轉(zhuǎn)向裝置46、48內(nèi)的四個(gè)內(nèi)道的交點(diǎn)中的氣閘。致動器50可包括馬達(dá)、螺線管或用于賦予連桿機(jī)構(gòu)56線性移動的其它裝置，用于以協(xié)調(diào)方式同時(shí)移動第一流動轉(zhuǎn)向器52和第二流動轉(zhuǎn)向器54，從而可選擇性地將包括待洗滌的較高二氧化碳含量流、較低二氧化碳含量已洗滌流、從貨箱12外部抽取的再生空氣流以及排放再生空氣流的四個(gè)流同時(shí)并且快速地(通常少于I分鐘)引導(dǎo)至四個(gè)不同的流動路徑。
[0032]在這個(gè)實(shí)施方案中，第一流動轉(zhuǎn)向裝置46包括與貨箱12內(nèi)的密閉環(huán)境處于流體連通的第一端口 61、與洗漆器模塊的第一洗漆器40a處于流體連通的第二端口 62、與洗漆器模塊的第二洗滌器40b處于流體連通的第三端口 63，以及與貨箱12外部的環(huán)境處于流體連通的第四端口 64。另外，第一流動轉(zhuǎn)向器52被設(shè)置成與第一流動轉(zhuǎn)向裝置46操作性地聯(lián)合并且可選擇性地定位在第一位置，其中第一端口 61與第二端口 62處于流體連通并且第三端口 63與第四端口 64處于流體連通，或定位在第二位置，其中第一端口 61與第三端口 63處于流體連通并且第二端口 62與第四端口 64處于流體連通。
[0033]類似地，在這個(gè)實(shí)施方案中，第二流動轉(zhuǎn)向裝置48包括與貨箱12內(nèi)的密閉環(huán)境處于流體連通的第一端口 71、與洗滌器模塊的第一洗滌器40a處于流體連通的第二端口 72、與洗滌器模塊的第二洗滌器40b處于流體連通的第三端口 73，以及與貨箱12外部的環(huán)境處于流體連通的第四端口 74。另外，第二流動轉(zhuǎn)向器54被設(shè)置成與第二流動轉(zhuǎn)向裝置48操作性地聯(lián)合并且可選擇性地定位在第一位置，其中第二端口 72與第一端口 71處于流體連通并且第四端口 74與第三端口 73處于流體連通，或定位在第二位置，其中第三端口 73與第一端口 71處于流體連通并且第四端口 74與第二端口 72處于流體連通。
[0034]當(dāng)通過單個(gè)致動器50將第一流動轉(zhuǎn)向器52和第二流動轉(zhuǎn)向器54定位在其各自的第一位置時(shí)，如圖2中所描繪，第一洗滌器40a接收循環(huán)箱空氣流并且以吸附模式操作，借以將二氧化碳從箱空氣流中去除，并且將經(jīng)過洗滌的空氣流返回到貨箱12，同時(shí)第二洗滌器40b接收再生空氣流并且以再生模式操作，借以將二氧化碳從第二洗滌器40b的二氧化碳吸附材料42b中去除并且排放到貨箱外部。當(dāng)通過單個(gè)致動器50將第一流動轉(zhuǎn)向器52和第二流動轉(zhuǎn)向器54定位在其各自的第二位置時(shí)，如圖3中所描繪，第二洗滌器40b接收循環(huán)箱空氣流并且以吸附模式操作，借以將二氧化碳從箱空氣流中去除，并且將經(jīng)過洗滌的空氣流返回到貨箱12，同時(shí)第一洗滌器40a接收再生空氣流并且以再生模式操作，借以將二氧化碳從第一洗滌器模塊40a的二氧化碳吸附材料42a中去除并且排放到貨箱外部。
[0035]現(xiàn)在參照圖4和圖5，描繪了致動器系統(tǒng)44的旋轉(zhuǎn)致動實(shí)施方案，其中第一流動轉(zhuǎn)向裝置和第二流動轉(zhuǎn)向裝置中的每一個(gè)包括旋轉(zhuǎn)閥，并且致動器50包括連接到第一旋轉(zhuǎn)流動轉(zhuǎn)向閥146和第二旋轉(zhuǎn)流動轉(zhuǎn)向閥148的軸體58。第一旋轉(zhuǎn)流動轉(zhuǎn)向閥146具有第一流道81和第二流道82。第二旋轉(zhuǎn)流動轉(zhuǎn)向閥148具有第三流道83和第四流道84。在一個(gè)實(shí)施方案中，第一旋轉(zhuǎn)流動轉(zhuǎn)向閥和第二旋轉(zhuǎn)流動轉(zhuǎn)向閥中的每一個(gè)包括球閥。
[0036]可取決于第一洗滌器模塊和第二洗滌器模塊中的哪一個(gè)將以吸附模式操作來通過單個(gè)致動器50將第一旋轉(zhuǎn)流動轉(zhuǎn)向閥146和第二旋轉(zhuǎn)流動轉(zhuǎn)向閥148中的每一個(gè)選擇性地定位在第一位置或第二位置中的一個(gè)位置。在這個(gè)實(shí)施方案中，致動器50再次被配置來當(dāng)?shù)谝幌礈炱?0a將以吸附模式操作時(shí)，將第一旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向閥146和第二旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向閥148均定位在其各自的第一位置，如圖4中所描繪，并且當(dāng)?shù)诙礈炱?0b將以吸附模式操作時(shí)，將所述第一旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向閥146和所述第二旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向閥148均定位在其各自的第二位置，如圖5所描繪。為了將第一旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向閥146和第二旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向閥148同時(shí)并且以協(xié)調(diào)方式定位，可包括馬達(dá)或螺線管或用于賦予軸體58旋轉(zhuǎn)移動的其它裝置的致動器50使軸體58旋轉(zhuǎn)通過期望的旋轉(zhuǎn)移動。
[0037]當(dāng)?shù)谝幌礈炱?0a將以吸附模式操作并且第二洗滌器40b將以再生模式操作時(shí)，如圖4中所描繪，致動器50使軸體58順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)，以使得第一旋轉(zhuǎn)流動轉(zhuǎn)向閥146定位在其第一位置，其中第一流道81提供用于引導(dǎo)循環(huán)箱空氣流到第一洗滌器40a的流動路徑并且第二流道82提供用于引導(dǎo)來自第二洗滌器40b的排放再生空氣以排放到貨箱外部的流動路徑，并且使得第二旋轉(zhuǎn)流動轉(zhuǎn)向閥148也定位在其第一位置，其中第三流道83提供用于引導(dǎo)從第一洗滌器40a排出的經(jīng)過洗滌的箱空氣重新進(jìn)入貨箱12的流動路徑并且第四流道提供用于引導(dǎo)再生空氣流進(jìn)入第二洗滌器40b的流動路徑。[0038]當(dāng)?shù)诙礈炱?0b將以吸附模式操作并且第一洗滌器40a將以再生模式操作時(shí)，如圖5中所描繪，致動器50使軸體58逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)，以使得第一旋轉(zhuǎn)流動轉(zhuǎn)向閥146定位在其第二位置，其中第二流道82提供用于引導(dǎo)循環(huán)箱空氣流到第二洗滌器40b的流動路徑并且第一流道81提供用于引導(dǎo)來自第一洗滌器40a的排放再生空氣以排放到貨箱外部的流動路徑，并且使得第二旋轉(zhuǎn)流動轉(zhuǎn)向閥148也定位在其第二位置，其中第四流道84提供用于引導(dǎo)從第二洗滌器40b排出的經(jīng)過洗滌的箱空氣重新進(jìn)入貨箱12的流動路徑并且第三流道83提供用于引導(dǎo)再生空氣流進(jìn)入第一洗滌器40a的流動路徑。
[0039]因此，單個(gè)致動器50賦予軸體58旋轉(zhuǎn)移動，用于以協(xié)調(diào)方式同時(shí)移動第一旋轉(zhuǎn)流動轉(zhuǎn)向閥146和第二旋轉(zhuǎn)流動轉(zhuǎn)向閥148，借以可選擇性地將包括待洗滌的較高二氧化碳含量流、已經(jīng)經(jīng)過洗滌的較低二氧化碳含量流、來自貨箱外部的再生空氣流以及再生空氣流的排放物的四個(gè)流同時(shí)并且快速地(通常少于I分鐘)引導(dǎo)至四個(gè)不同的流動路徑。
[0040]在冷藏運(yùn)輸應(yīng)用中，與制冷劑單元聯(lián)合的機(jī)載風(fēng)扇26、30(在圖1中示出)可提供用于移動各空氣流通過再生二氧化碳吸附材料的多孔床的力。蒸發(fā)器風(fēng)扇30可用于使來自貨箱12的密閉環(huán)境內(nèi)的空氣經(jīng)過二氧化碳吸附材料的處于吸附模式的那個(gè)部分，并且從而將經(jīng)過洗滌的空氣重新引導(dǎo)到貨箱12。冷凝器風(fēng)扇26可用于使來自貨箱12外部的空氣經(jīng)過二氧化碳吸附材料的處于再生模式的那個(gè)部分，并且接著將充滿二氧化碳的再生空氣重新排放到貨箱12外部的大氣中。
[0041]再次參照圖1，可提供控制器90，其與致動系統(tǒng)44操作性地聯(lián)合，用于控制致動器50的操作以選擇性地將第一流動轉(zhuǎn)向裝置46和第二流動轉(zhuǎn)向裝置48定位在其各自的第一位置和第二位置。例如，當(dāng)洗滌器模塊40安裝在與界定密閉環(huán)境的貨箱12操作性地聯(lián)合的冷藏運(yùn)輸集裝箱10上時(shí)，控制器90可被配置用于控制單個(gè)致動器以將貨箱的密閉環(huán)境內(nèi)的大氣中的二氧化碳濃度保持在期望水平。
[0042]如前所述，可使用安裝到移動冷藏運(yùn)輸集裝箱10的前壁16上的運(yùn)輸制冷單元20的現(xiàn)有風(fēng)扇26和30來使空氣流移動通過二氧化碳吸附材料。更具體地說，可使用與制冷劑熱消耗熱交換器24操作性地聯(lián)合的冷凝器風(fēng)扇26來使再生空氣(例如，繞過制冷劑熱消耗熱交換器24的或從制冷劑熱消耗熱交換器24排放的環(huán)境空氣)在再生循環(huán)期間移動通過二氧化碳吸附材料42?？墒褂门c制冷劑熱吸附熱交換器(蒸發(fā)器)28操作性地聯(lián)合的蒸發(fā)器風(fēng)扇30來使來自集裝箱10的貨箱空間12內(nèi)的含有二氧化碳的空氣在吸附循環(huán)期間循環(huán)通過二氧化碳吸附材料42。
[0043]為了促進(jìn)運(yùn)輸制冷單元20的現(xiàn)有風(fēng)扇26和30的使用，期望降低由空氣在流過二氧化碳吸附材料時(shí)引起的壓降。如果洗滌器模塊40a、40b分別以二氧化碳吸附材料的顆?；蚯虻奶畛浯残问桨趸嘉讲牧?2a、42b的多孔物質(zhì)，那么可通過降低床的高度和/或通過降低床內(nèi)的二氧化碳吸附材料的顆粒或球的填充密度來限制壓降?；蛘?，也可使用二氧化碳吸附材料的較低壓降布置來代替填充床布置。
[0044]現(xiàn)在參照圖6，描繪了較低壓降洗滌器模塊140的示例性實(shí)施方案，其中容納在其中的二氧化碳吸附材料包括一個(gè)或多個(gè)纖維網(wǎng)片142。洗滌器模塊140包括在洗滌器模塊外殼146內(nèi)縱向延伸的擋流板144，來界定位于洗滌器模塊外殼146的內(nèi)部的大體U形流道145。洗滌器模塊外殼146包括朝著位于擋流板144的一側(cè)的流道145的第一部分145a開口的氣流入口 148和朝著位于擋流板144的另一側(cè)的流道145的第二部分145b開口的氣流出口 150。二氧化碳吸附材料的第一纖維網(wǎng)片142a設(shè)置在處于流過流道145的空氣的流動路徑中的流道145的第一部分145a內(nèi)。二氧化碳吸附材料的第二纖維網(wǎng)片142b設(shè)置在處于流過流道145的空氣的流動路徑中的流道145的第二部分145b內(nèi)。
[0045]纖維網(wǎng)片142a、142b可包括由二氧化碳吸附材料的纖維(例如但不限于活性炭纖維)自身或涂有二氧化碳吸附材料的顆?；蚶w維(如但不限于活性炭顆粒)的支撐材料的纖維網(wǎng)形成的網(wǎng)片。在一個(gè)實(shí)施方案中，纖維網(wǎng)片142a、142b可包括如圖6中所描繪的波形片。
[0046]洗漆器模塊140還可包括設(shè)置在外殼146的入口 148處的入口噴嘴152和設(shè)置在外殼146的出口處的出口噴嘴154。入口噴嘴152可為在通過噴嘴的空氣流的方向上擴(kuò)散的擴(kuò)散噴嘴。出口噴嘴154可為在通過噴嘴的空氣流的方向上會聚的會聚噴嘴。噴嘴152和154分別引導(dǎo)空氣流進(jìn)入和離開洗滌器模塊140并且有助于洗滌器模塊140的低壓降特征。當(dāng)洗滌器模塊140以吸附模式操作時(shí)，入口噴嘴152接收待洗滌去二氧化碳的集裝箱空氣，并且當(dāng)洗滌器模塊140以再生模式操作時(shí)，接收再生空氣。在吸附模式中，通過出口噴嘴154從洗滌器模塊140排出經(jīng)過洗滌的集裝箱空氣。同時(shí)，在再生模式中，通過出口噴嘴154從洗滌器模塊140排出充滿二氧化碳的再生空氣。因此，在洗滌器模塊的這個(gè)實(shí)施方案中，吸附模式中的待洗滌的進(jìn)入集裝箱空氣流和再生模式中的進(jìn)入再生空氣流以相同方向經(jīng)過二氧化碳吸附材料，而不是如圖2至圖5中描繪的洗滌器模塊40的實(shí)施方案中以逆流關(guān)系流過多孔物質(zhì)。
[0047]另外，可在外殼146內(nèi)在流道145的部分145a和145b中的每一個(gè)中設(shè)置至少一個(gè)或多個(gè)流體葉片156，用于引導(dǎo)空氣流朝向二氧化碳吸附材料的纖維網(wǎng)片142a、142b。流體葉片156可由二氧化碳吸附材料自身(如活性炭的吸附纖維)構(gòu)成?；蛘?，流體葉片156可由涂有二氧化碳吸附材料的支撐纖維材料形成，所述二氧化碳吸附材料例如像但不限于活性炭的粉末、顆?；蚣?xì)粒。
[0048]本文所使用的術(shù)語是出于描述而非限制的目的。本文所公開的特定結(jié)構(gòu)和功能細(xì)節(jié)不應(yīng)被解釋為是限制性的，而是僅僅作為教導(dǎo)本領(lǐng)域技術(shù)人員采用本發(fā)明的基礎(chǔ)。本領(lǐng)域技術(shù)人員還將認(rèn)識到可替代參照本文所公開的示例性實(shí)施方案所描述的元件而不脫離本發(fā)明范圍的等效物。
[0049]雖然本發(fā)明已參照如在所述圖中所示的示例性實(shí)施方案進(jìn)行了具體展示和描述，但本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識到，可在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下做出各種修改。因此，希望本公開不限于所公開的一個(gè)或多個(gè)特定實(shí)施方案，而是本公開將包括落在所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)的所有實(shí)施方案。
【權(quán)利要求】
1.一種用于從密閉環(huán)境內(nèi)的大氣中去除選定氣體的再生洗滌器系統(tǒng)，其包括: 洗滌器模塊，其具有第一洗滌器和第二洗滌器，各容納用于吸附所述選定氣體的再生吸附材料多孔物質(zhì)； 第一流動轉(zhuǎn)向裝置，其相對于來自所述密閉環(huán)境的氣流設(shè)置在所述洗滌器模塊的上游，所述第一流動轉(zhuǎn)向裝置可選擇性地定位在第一位置與第二位置之間； 第二流動轉(zhuǎn)向裝置，其相對于來自所述密閉環(huán)境的氣流設(shè)置在所述洗滌器的下游，所述第二流動轉(zhuǎn)向裝置可選擇性地定位在第一位置與第二位置之間；以及 單個(gè)致動器，其與所述第一流動轉(zhuǎn)向裝置和所述第二流動轉(zhuǎn)向裝置中的每一個(gè)操作性地聯(lián)合，所述致動器被配置用于選擇性地將所述第一流動轉(zhuǎn)向裝置和所述第二流動轉(zhuǎn)向裝置中的每一個(gè)同時(shí)定位在所述第一位置或所述第二位置。
2.如權(quán)利要求1所述的再生洗滌器系統(tǒng)，其中所述致動器被配置用于選擇性地將所述第一流動轉(zhuǎn)向裝置和所述第二流動轉(zhuǎn)向裝置中的每一個(gè)同時(shí)定位在第一位置以用于以吸附模式操作所述洗滌器模塊的所述第一洗滌器并且以再生模式操作所述洗滌器模塊的所述第二洗滌器，或定位在第二位置以用于以吸附模式操作所述洗滌器模塊的所述第二洗滌器并且以再生模式操作所述洗滌器模塊的所述第一洗滌器。
3.如權(quán)利要求2所述的再生洗滌器系統(tǒng)，其中所述第一流動轉(zhuǎn)向裝置包括: 第一端口，其與所述 密閉環(huán)境內(nèi)的空氣處于流體連通； 第二端口，其與所述洗滌器模塊的所述第一洗滌器處于流體連通； 第三端口，其與所述洗滌器模塊的所述第二洗滌器處于流體連通； 第四端口，其與所述密閉環(huán)境外部的空氣處于流體連通；以及流動轉(zhuǎn)向器，所述流動轉(zhuǎn)向器可選擇性地定位在第一位置，其中所述第一端口與所述第二端口處于流體連通并且所述第三端口與所述第四端口處于流體連通，或定位在第二位置，其中所述第一端口與所述第三端口處于流體連通并且所述第二端口與所述第四端口處于流體連通。
4.如權(quán)利要求3所述的再生洗滌器系統(tǒng)，其中所述第二流動轉(zhuǎn)向裝置包括: 第一端口，其與所述密閉環(huán)境內(nèi)的空氣處于流體連通； 第二端口，其與所述洗滌器模塊的所述第一洗滌器處于流體連通； 第三端口，其與所述洗滌器模塊的所述第二洗滌器處于流體連通； 第四端口，其與所述密閉環(huán)境外部的空氣處于流體連通；以及流動轉(zhuǎn)向器，所述流動轉(zhuǎn)向器可選擇性地定位在第一位置，其中所述第二端口與所述第一端口處于流體連通并且所述第四端口與所述第三端口處于流體連通，或定位在第二位置，其中所述第三端口與所述第一端口處于流體連通并且所述第四端口與所述第二端口處于流體連通。
5.如權(quán)利要求4所述的再生洗滌器系統(tǒng)，其中所述致動器進(jìn)一步包括連桿機(jī)構(gòu)，其將用于協(xié)調(diào)的線性移動的所述第一流動轉(zhuǎn)向裝置和所述第二流動轉(zhuǎn)向裝置的所述各自的流動轉(zhuǎn)向器互相連接，以用于選擇性地將所述各自的流動轉(zhuǎn)向器定位在所述第一位置或所述第二位置。
6.如權(quán)利要求2所述的再生洗滌器系統(tǒng)，其中所述致動器進(jìn)一步包括旋轉(zhuǎn)致動器。
7.如權(quán)利要求6所述的再生洗滌器系統(tǒng)，其中所述第一流動轉(zhuǎn)向裝置包括具有第一內(nèi)部流道和第二內(nèi)部流道的旋轉(zhuǎn)流動轉(zhuǎn)向閥，并且所述第二流動轉(zhuǎn)向裝置包括具有第三內(nèi)部流道和第四內(nèi)部流道的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向閥。
8.如權(quán)利要求7所述的再生洗滌器系統(tǒng)，其中所述第一旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向閥和所述第二旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向閥中的所述每一個(gè)包括球閥。
9.如權(quán)利要求1所述的再生洗滌器系統(tǒng)，其中所述洗滌器模塊安裝在與界定密閉環(huán)境的貨箱操作性地聯(lián)合的冷藏運(yùn)輸集裝箱上。
10.如權(quán)利要求8所述的再生洗滌器系統(tǒng)，其進(jìn)一步包括與所述單個(gè)致動器操作性地聯(lián)合的控制器，所述控制器被配置用于控制所述單個(gè)致動器以將所述貨箱的所述密閉環(huán)境內(nèi)的所述大氣中的二氧化碳濃度保持在期望范圍內(nèi)。
11.一種用于通過吸附作用從空氣流中去除選定氣體的洗滌器模塊，其包括:界定內(nèi)部體積的外殼；擋流板，其在所述內(nèi)部體積內(nèi)縱向延伸以界定大體U形流道，所述流道具有位于所述擋流板的第一側(cè)的上游部分和位于所述擋流板的第二側(cè)的下游部分；第一吸附材料片，其用于從所述空氣流中選擇性地吸附所述選定氣體，所述第一片設(shè)置在所述流道的所述上游部分中；以及第二吸附材料片，其用于從所述空氣流中選擇性地吸附所述選定氣體，所述第二片設(shè)置在所述流道的所述下游部分中。
12.如權(quán)利要求11所述的洗滌器模塊，其中所述外殼包括朝著所述流道的所述上游部分開口的入口和朝著所述流道的所述下游部分開口的出口?！?br> 13.如權(quán)利要求12所述的洗滌器模塊，其進(jìn)一步包括設(shè)置在朝著所述流道的所述上游部分開口的所述外殼入口處的擴(kuò)散入口噴嘴，所述擴(kuò)散入口噴嘴在通過所述入口噴嘴的流動方向上擴(kuò)散。
14.如權(quán)利要求13所述的洗滌器模塊，其進(jìn)一步包括設(shè)置在朝著所述流道的所述下游部分開口的所述外殼出口處的會聚噴嘴，所述會聚噴嘴在通過所述出口噴嘴的流動方向上會聚。
15.如權(quán)利要求11所述的洗滌器模塊，其進(jìn)一步包括設(shè)置在所述流道的所述上游部分中的至少一個(gè)流體引導(dǎo)葉片和設(shè)置在所述流道的所述下游部分中的至少一個(gè)流體引導(dǎo)葉片。
16.如權(quán)利要求15所述的洗滌器模塊，其中設(shè)置在所述流道的所述上游部分中的所述至少一個(gè)流體引導(dǎo)葉片和設(shè)置在所述流道的所述下游部分中的所述至少一個(gè)流體引導(dǎo)葉片包括二氧化碳吸附材料。
17.如權(quán)利要求15所述的洗滌器模塊，其中設(shè)置在所述流道的所述上游部分中的所述至少一個(gè)流體引導(dǎo)葉片和設(shè)置在所述流道的所述下游部分中的所述至少一個(gè)流體引導(dǎo)葉片包括涂有二氧化碳吸附材料的支撐構(gòu)件。
【文檔編號】A23L3/3427GK103717288SQ201280035619
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2012年7月11日 優(yōu)先權(quán)日:2011年7月18日
【發(fā)明者】M.N.小弗勒明 申請人:開利公司