(57)【要約】   本発明は、関節噴射式の冷蔵トラックで熱に敏感な物品を輸送する方法に関し、収納庫内の温度Ｔｉｎｔが、温度セット値に関連する内部温度Ｔｉｎｔの位置に従った熱交換器のピンチ（ピンチ＝Ｔｉｎｔ−Ｔｆｕｌｉｄ  ｏｕｔｌｅｔ  ）を変更することにより制御される。
2015517082.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷蔵トラック内の熱に敏感な物品を輸送する方法であって、該トラックは、
−  少なくとも１つの物品貯蔵庫を備え、
−  液体窒素（又は任意の他の液体状冷却流体）のような冷却流体の貯蔵器を備え、
−  少なくとも前記１つの庫内に前記冷却流体が循環する熱交換システムを備え、
−  前記熱交換システムの冷壁に接する前記庫内に空気をもたらすことを可能にする例えばブロアータイプの空気循環システムを備え、
−  一方で前記少なくとも１つの庫内の雰囲気温度（Ｔｉｎｔ）を決定することができ、他方で該システムの熱交換器から去る冷蒸気の全部又は一部の温度（Ｔｆｕｌｉｄ  ｏｕｔｌｅｔ）を決定することができる複数の温度センサを備え、
−  前記熱交換システムに前記冷却流体を供給する１つ又はそれ以上の弁の開閉を、又はこのような開閉の度合いを指示することによって、基準値Ｔｒｅｆに内部温度Ｔｉｎｔを調節することができる制御管理ユニットを備えるタイプのものであり、
前記内部温度Ｔｉｎｔが次の方法を実行することによって調節されることを特徴とする、
−  次のパラメータがリアルタイムで決定され、
ｉ）ΔＴ＝Ｔｉｎｔ−Ｔｒｅｆ；及び
ｊ）ピンチ値＝Ｔｉｎｔ−Ｔｆｕｌｉｄ  ｏｕｔｌｅｔ；
−  ΔＴの関数であるパラメータＰが考慮され、ピンチ値が前記パラメータＰ以下である限り、制御管理ユニットは、熱交換システムに冷却流体を供給するために使用される１つ又はそれ以上の弁を開に維持し、又は開度を増加する指令をする、
前記冷蔵トラック内の熱に敏感な物品を輸送する方法。
【請求項２】
前記ピンチ値が前記パラメータＰを超えるとき、前記制御管理ユニットは、この段階内の当の時点に依存して、この調節を支配する選択されたアルゴリズムの関数として、この弁又はこれら弁の部分的若しくは完全な閉、又は開度を下げる指令をする、請求項１に記載の冷蔵トラック内の熱に敏感な物品を輸送する方法。
【請求項３】
冷却材を前記熱交換システムに供給する弁又は複数の弁の各々は、全開又は全閉タイプの弁であり、前記制御管理ユニットは、前記ピンチ値が前記パラメータＰ以下である限り該弁又はこれら複数の弁を全開するよう指令する、請求項１に記載の冷蔵トラック内の熱に敏感な物品を輸送する方法。
【請求項４】
冷却材を前記熱交換システムに供給する弁又は複数の弁の各々は、比例弁タイプの弁であり、前記制御管理ユニットは、前記ピンチ値が前記パラメータＰ以下である限り、用いられる当該アルゴリズムに従って、この段階内で考慮される時点に依存する、この弁又はこれらの弁に広い開度若しくは全開、又は増加する開度を指令する、請求項１に記載の冷蔵トラック内の熱に敏感な物品を輸送する方法。
【請求項５】
冷却材を前記熱交換システムに供給する弁又は複数の弁の各々は、全開又は全閉タイプの弁であり、前記制御管理ユニットは、前記ピンチ値が前記パラメータＰを超えるときこの弁又はこれらの弁の全閉を指令する、請求項２に記載の冷蔵トラック内の熱に敏感な物品を輸送する方法。
【請求項６】
冷却材を熱交換システムに供給する弁又は複数の弁の各々は、比例弁タイプの弁であり、前記制御管理ユニットは、前記ピンチ値が前記パラメータＰを超えるとき、この段階内で考慮される時点に従って、この調節を支配する選択されたアルゴリズムの関数として、この弁又はこれら弁の部分的若しくは完全な閉、又は開度を下げる指令をする、請求項２に記載の冷蔵トラック内の熱に敏感な物品を輸送する方法。
【請求項７】
前記パラメータＰは、次の式１を用いるΔＴの関数として表現される請求項１ないし６のいずれか１項に記載の方法。
【数１】
2015517082.tif 000006
ここで、“ｌｎ”はネピア対数関数であり、“ａｂｓ”は絶対値関数である。
【請求項８】
前記パラメータＰは、次の式２を用いるΔＴの関数として表現される請求項１ないし６のいずれか１項に記載の方法。
【数２】
2015517082.tif 000007
ここで、“ｌｎ”はネピア対数関数であり、“ａｂｓ”は絶対値関数である。  
【請求項９】
前記パラメータＰは、次の式３を用いるΔＴの関数として表現される請求項１ないし６のいずれか１項に記載の方法。
【数３】
2015517082.tif 000008
ここで、 “ａｂｓ”は絶対値関数であり、“ｅ”は、指数関数である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、医薬製品や食料品のような熱に敏感な物品の輸送や配達の分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
この分野では、物品を低温に維持するために必要な冷蔵は、主に２つの相異なる技術により実現されている。
【０００３】
−  閉ループ内で作動する機械的な蒸気圧縮冷凍ユニット
−  物品を収納する空間に開ループで冷却流体を直接又は間接に噴射する冷却ユニット
本発明は、特に、冷却材を間接的に噴射するものに関する。そのような解決法では、冷却流体（最も多く使用されるのは、液体窒素と液体二酸化炭素である）は、冷蔵トラックの通常下部に搭載される冷却貯蔵器から、トラックの１つ又は複数の冷蔵庫内にある１つ又は複数の、循環空気の手段が用いられる熱交換器に運ばれる。これら交換機は、物品が収納された庫内の空気や熱交換器の周りの空気を必要とする温度に冷やすのを可能にする。
【０００４】
空気から奪われた熱は、第１に熱交換器を通して循環する冷却材の完全な気化を可能とし、そこの温度を庫内の温度に近い温度に上げることを可能にする。熱交換器を去る冷却材は、その後、冷却エネルギーの最大量を渡して外に放出される。
【０００５】
当業者ならば良く知っているように、今日では、熱交換器に冷却材を供給する弁の開閉を制御するアルゴリズムに主に従った、配送物品を収納する本体の内部空気温度を制御するようにした解決法がある。
【０００６】
しかしながら、使用される熱交換器に依存して、熱交換は、特に、庫内がその基準温度に未だ達しない過渡的段階の間（温度が下がったり上がったりするので）、最適化されず、熱交換のための表面領域の不十分さ、冷却材の制限された流れ、使用される熱交換器における種々のモジュールへの冷却材流の貧弱な分配、又はさらに空気側での貧弱な分配が、この段階における熱交換器性能のそのような不足の原因であろう。
【０００７】
このことは、次の結果をもたらす。
【０００８】
−  熱交換器によって得られたパワーでは、負温度に到達するにはときどき不十分である。
【０００９】
−  温度を下げるのにかかる時間があまりにも長い。
【００１０】
トラックで典型的に使用されている間接噴射による制御方法について思い出せば、以下のとおりである。
【００１１】
１  トラックの冷蔵システムをスタートするとき（例えば、ラウンドのスタートのとき、又は何らかの理由その他により冷蔵システムが長い間停止していた後に）、又はドアが開けられた後でさえ、温度が急速に低下するモード（このことを、この分野では「予冷」という。）が採用される。
【００１２】
２  物品収納庫内で基準温度に一旦達したら、物品収納庫の温度が基準温度値に維持されることを可能にするモード（「ホールド」）が採用される。
【００１３】
この分野の専門家は、また、全負荷動作（フェーズ１）又は部分負荷動作（フェーズ２）のことを話題にする。
【００１４】
そして、そもそも、なぜ熱交換が最適化されないかの理由の１つは、現在使用されている制御アルゴリズムが、冷蔵にされるべき空間の温度と熱交換器から去る冷却材の蒸気温度との固定した温度差を「予冷段階」においてセットしており、この段階における冷却材の噴射制御に関連するものと考えられよう。この差の値は、次のことのために決定される。
【００１５】
−  システムが種々の設定：冷蔵されるべき容積や種々の基準温度、予冷段階、ホールド段階、などで動作することを保証するため。
【００１６】
−  安定状態で動作している間（ホールド段階の間）システムを最適化するため。
【００１７】
結果として、調節が、この差を冷蔵されるべき空間の空気と熱交換器を去る冷却材との温度差にセットする、という事実（この差は、通常、熱交換器の「ピンチ（pinch）」として参照される。）により、温度低下を加速するためにシステムがさらに多くの冷蔵パワーを必要とする臨界的な予冷段階において、パワーが制限されることが分かった。
【００１８】
現在実施されている調節のタイプについて、より詳細に見ていく。予冷段階の開始では、冷却されるべき空間（「本体」や「庫」の用語も用いられる。）の空気の温度は、基準温度に比べて非常に高い。この輸送の分野で伝統的に使用されている基準温度を例として、例えば、新鮮な物品の輸送のための基準温度は０ないし４℃であり、冷凍物品の輸送のための基準温度は−２０℃であり、これら２つの基準温度が１つの同じトラックの近接した２つの庫で用いられることが可能であることに言及しておく。冷却材の噴射を調節する弁は、それゆえ、完全に開になり、冷却材が循環する熱交換器の冷壁と、基準温度に近づくまで徐々にその温度が低下する周りの空気との熱交換を可能とするように、開を維持する。そのとき、庫内の空気温度が基準温度の付近に徐々に「降下」され、残された時間、そこに維持されるよう、閉の期間の変更を課するべく、複数の弁の調節が適用されるようになる。
【００１９】
しかしながら、上記で指摘したように、現状では、この制御は、好ましくは５ないし２０Ｋの範囲で、システムの動作段階（予冷又はホールド）にかかわらず、「ピンチ」を固定値に保つように実施されている。
【００２０】
予冷段階において、上記で既に指摘されてきたように、必要とされるパワーは大きくなり、庫内の空気に対しより多くのパワーが行くように流体の温度が可能な限り低いことを必要とする。
【発明の概要】
【００２１】
それゆえ、作動の全段階において最適にシステムが作動するように、間接噴射運送車の作動を制御する新たな方法を提案することが本発明の明確な目的である。
【００２２】
次により詳細に見られるように、本発明は、熱交換を最適化し熱交換の性能を改善することにより、予冷段階に供給される冷蔵力を著しく増加することによって、冷蔵庫の温度制御に対する解決策を明確に提案する。
【００２３】
そのため、本発明は、熱交換のピンチを制御するパラメータを考慮することを提案するものであり、このパラメータは、冷蔵されるべき空間内の空気によって到達される温度に応じて変化し得る。それゆえ、目標は、庫内の空気温度が基準温度に近づかない限り冷却材の出口温度と庫内の空気温度との大きな違いを有することである。このことは、熱交換器により多くの冷却流体を供給することを促進し、かなり大きいパワーの供給を促進する。
【００２４】
空気温度が基準温度に近づくと、空気体積やトラックの壁は冷えされてきており、この段階の作動において熱慣性が余程克服されてきており、それゆえ冷却材の出口温度を高く維持し、庫内の空気温度と冷却材の出口温度との間の小さな違い（ピンチ）を維持することが許容されるようになるので、エネルギー需要はそれほど大きくない。
【００２５】
それゆえ本発明は、冷蔵トラック内の熱に敏感な物品を輸送する方法に関し、該トラックが、
−  少なくとも１つの物品貯蔵庫を備え、
−  液体窒素（又は任意の他の液体状冷却流体）のような冷却流体の貯蔵器を備え、
−  少なくとも前記１つの庫内に前記冷却流体が循環する熱交換システムを備え、
−  前記熱交換システムの冷壁に接する前記庫内に空気をもたらすことを可能にする例えばブロアータイプの空気循環システムを備え、
−  一方で前記少なくとも１つの庫内の雰囲気温度（Ｔｉｎｔ）を決定することができ、他方で該システムの熱交換器から去る冷蒸気の全部又は一部の温度（Ｔｆｕｌｉｄ  ｏｕｔｌｅｔ）を決定することができる複数の温度センサを備え、
−  前記熱交換システムに前記冷却流体を供給する１つ又はそれ以上の弁の開閉を、又はこのような開閉の度合いを指示することによって、基準値Ｔｒｅｆに内部温度Ｔｉｎｔを調節することができる制御管理ユニットを備えるタイプのものであり、
前記内部温度Ｔｉｎｔが次の方法を実行することによって調節されることを特徴とする輸送方法である。
【００２６】
−  次のパラメータがリアルタイムで決定され、
ｉ）ΔＴ＝Ｔｉｎｔ−Ｔｒｅｆ；及び
ｊ）ピンチ値＝Ｔｉｎｔ−Ｔｆｕｌｉｄ  ｏｕｔｌｅｔ；
−  ΔＴの関数であるパラメータＰが考慮され、ピンチ値が前記パラメータＰ以下である限り、制御管理ユニットは、熱交換システムに冷却流体を供給するために使用される１つ又はそれ以上の弁を開に維持し、又は開度を増加する指令をする。
【００２７】
本発明の好ましい１つの実施例によれば、冷却材を熱交換システムに供給する弁又は複数の弁の各々は、全開又は全閉タイプの弁であり、本発明による調節では、ピンチ値がパラメータＰ以下である限り該弁又はこれら複数の弁を全開するよう指令する。
【００２８】
しかしながら、本発明の範囲から離れることなく、いつでも、選択肢のより広い範囲を当然に提供する他のタイプの弁、とりわけ比例弁を使用することも可能であり、その場合、本発明による調節では、ピンチ値がパラメータＰ以下である限り、用いられる当該アルゴリズムに従って、この段階内で考慮される時点に依存する、この弁又はこれらの弁に広い開度若しくは全開、又は増加する開度を指令する。
【００２９】
本発明によれば、ピンチ値がパラメータＰより大きいとき、制御管理ユニットは、この段階内で考慮される時点に従って、そして、調節動作を支配するよう選択されたアルゴリズムに改めて従って、熱交換システムに供給するための１つ又はそれ以上の弁の閉を指令するか、又はそれら弁の開度を下げる指令をする。
【００３０】
−  本発明の好ましい実施例によれば、冷却材を熱交換システムに供給する弁又は複数の弁の各々は、全開又は全閉タイプの弁であり、本発明に係る調節では、それゆえ、ピンチ値がパラメータＰを超えるときこの弁又はこれらの弁の全閉を指令する。
【００３１】
−  本発明の他の実施例によれば、しかしながら、熱交換システムに供給する弁又は複数の弁の各々は、比例弁タイプの弁であり、それゆえ、本発明に係る調節では、ピンチ値がパラメータＰを超えるとき、用いられているアルゴリズムに従い、この段階内で考慮される時点に従って、この弁又はこれら弁の部分的若しくは完全な閉、又は開度を下げる指令をする。
【００３２】
以上のとおりであり、本発明に係る調節のアプローチは、ピンチ値＝Ｔｉｎｔ−Ｔｆｕｌｉｄ  ｏｕｔｌｅｔに固定するのではなく、値ΔＴに応じて変化させるというものであり、すなわち、基準温度に関連する庫内の温度に応じて、そして、それゆえ、考慮される輸送の段階（予冷段階、維持段階）に必要とされるフリゴリー(frigories)に応じて変化させるものである。
【００３３】
このアプローチにより、出願人はΔＴの関数として表されるパラメータＰについての種々の表現を通して、ΔＴを考慮して種々の式を提案し、試験することとした。
【００３４】
３つの異なるパラメータＰ、すなわち、３つの異なるΔＴの関数は、次に示される。
【数１】
2015517082.tif 000003
【数２】
2015517082.tif 000004
【数３】
2015517082.tif 000005
【００３５】
ここで、“ｌｎ”はネピア対数関数であり、“ａｂｓ”は絶対値関数であり、“ｅ”は、指数関数である。
【００３６】
当業者ならば明らかなように他の関数も提案され得るが、出願人は、ここでは、本発明によるアプローチを示し、実例を通じていかにして良い効果が実行され得るか、ΔＴの関数として表されるパラメータＰの関数として提案された調節による本発明のメリットと付加価値について示したい。
【００３７】
以下に示されるように、実施された実験によれば、式３による調節が最適な熱交換性能を提案する調節であることが示された。
【００３８】
さらに、式３については、次の範囲の値を有する因数ａ，ｂ，ｃとｄを用いてテストされた。
【００３９】
ａ＝-0.5ないし-0.005
ｂ＝0ないし100
ｃ＝0ないし20
ｄ＝0ないし20
さらに、添付された図１，２，３は、式３に従うそのような調節によって得られるメリットについての明快な理解を提供するであろう。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】
【図２】
【図３】
【発明を実施するための形態】
【００４１】
図１は、庫内温度Ｔｉｎｔ（曲線ｘ）と従来技術による熱交換器出口温度Ｔｏｕｔｌｅｔ（現状で実施されている調節：固定ピンチ＝曲線ｙ）と本発明によるＴｏｕｔｌｅｔ（変化するピンチ、曲線ｚ）の変化を示す。
【００４２】
本発明に係る１つの好ましい実施例によれば、次のことが優先される。
【００４３】
−  大きなピンチ（数十度の違い）、例えば、予冷段階の大部分のために、冷凍条件下で５０度、新鮮条件下で３０度。
【００４４】
−  庫内温度の基準温度からの乖離が数度のとき、好ましくは２度より小さいとき、突然減少するピンチ。
【００４５】
−  庫内温度が基準温度に到達すると一定値が維持されるピンチ。
【００４６】
図２は、現在使用されている調節を使用して庫内で得られた温度低下（曲線ｍ）と、本発明に係る調節を使用して得られた温度低下（曲線ｎ）の２つの温度低下曲線を示す。
【００４７】
図３は、現在使用されている調節を使用した時間の関数としての供給パワー（Ｗ）の曲線（曲線ｏ）と、本発明に係る曲線（曲線ｐ）の２つの供給パワー曲線を示し、ハッチがされた領域は、特に予冷の最初の時点の間の本発明に係る供給パワーの違いを表している。
【００４８】
それゆえ、予冷の間のかなり大きなピンチを実施する本発明に係るアプローチ（図１）とそのようなアプローチの非常に肯定的な成果は、次のように明確に見られる。
【００４９】
−  本発明のおかげで短くなる予冷時間（図２）により、（新鮮な物品用の４℃に近い温度であれ冷凍物品用の負温度であれ）およそ３０％の予冷時間の減少が見られ得る。
【００５０】
−  このことは、本発明のおかげでシステムに移転されたパワーの違いから明白に説明され得（図３でハッチされた部分）、少なくとも２５％の追加的なパワーが予冷段階の間に移転される。
【００５１】
−  本発明のおかげで予冷段階はそう長く続かいないけれども、この調節は、特に予冷段階の間に実現される冷却材の節約をも可能とする。出願人によって実施された実験により、また、一通りの全期間（予冷と維持）が６ないし８時間を超えないような冷蔵輸送のシナリオのため、この調節のおかげで消費の低下が記録されることも論証された。
【００５２】
当業者ならばまた明らかなように、ここで記載された発明ではトラックに１つの庫がある場合に適用しているが、トラックにいくつかの物品貯蔵庫がある場合にも適用でき、それゆえ、本発明によれば、各庫の温度が調節され、各庫に熱交換システムが配備され、各庫は、貯蔵されるべき物品に応じた固有の基準温度Ｔｒｅｆに従わなければならず、各庫の内部温度Ｔｉｎｔをリアルタイムで測定する制御システムが配備され、各庫の熱交換システムの熱交換器の全てから、又はいくつかから去る冷蒸気の温度（Ｔｆｌｕｉｄｏｕｔ）、各庫に関連するピンチ値、などである。
【図１】
2015517082.tif 000009
【図２】
2015517082.tif 000010
【図３】
2015517082.tif 000011
【国際調査報告】
2015517082.tif 000012
2015517082.tif 000013
2015517082.tif 000014
2015517082.tif 000015