CN117677812A - 一种用于运送对温度敏感的运输货物的运送容器 - Google Patents

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Abstract

一种用于运送对温度敏感的运输货物的运送容器，其包括容器壁(4,5)，所述容器壁在所有侧包围并封闭设置用于容纳所述运输货物的内部空间，其中，所述容器壁(4,5)具有热绝缘，在所述内部空间中布置有导热板(1)和/或限制所述内部空间地布置有导热板(1)，所述导热板构建成多层的并且具有至少一个由膨胀石墨制成的层(3)。

Description

一种用于运送对温度敏感的运输货物的运送容器
技术领域
本发明涉及一种用于运送对温度敏感的运输货物的运送容器，该运送容器包括容器壁，所述容器壁在所有侧包围并封闭设置用于容纳所述运输货物的内部空间，其中，所述容器壁具有热绝缘。
背景技术
用于温度控制地运送物品的传统运送容器包括由纸板或塑料制成的外罩，其在运送中负责必要的稳定性并为把手和标记/标签提供空间。在外罩内，布置隔热层，该隔热层由例如聚苯乙烯(EPS)或另一种绝缘材料(PUR、PIR、XPS)组成。在由容器壁包围的内部空间中，运输货物与冷却剂(例如用冰冷却的食物)直接放置在一起，或者实现围绕运输货物置于其中的内罩的冷却剂层(例如具有相变材料的冷却包)。
传统的运送容器具有如下问题：在不均匀的热量输入的情况下，运输货物中可出现局部不同的温度。因此，在具有高热量输入的区域中，运输货物可以被加热到允许的最高温度(例如8℃)以上，这根据定义限制了整个运送箱的运行时间，尽管在其它区域中还存在明显较低温度。在这种情况下，冷却剂的潜力没有充分有效利用。当运输货物完全充满运送箱的内部空间且由此阻止了内部空气循环(这将改善热分布)时，这种效果特别明显。此外，当冷却剂位于运输货物内部时，该效果增强，因为这样位于内部的冷却剂的大部分冷却能量就不能被使用。
用于改善内部热分布的常见实施方案是在内壁中插入沟槽。因此，即使在运输货物贴靠在内壁处时，也能保持空气循环。然而，这种实施方案的一个缺点是空间要求。为了实现有意义的空气循环，沟槽必须具有至少一个3-8mm的深处。该空间要么是从内部空间中减少，要么是从墙壁结构中减少。此外，通过在被动冷却容器中的空气密度差异，通常在内部空间中出现温度梯度。暖空气向上上升，且在那里引起运输货物的局部加热。由此减少了空气循环对热分布的积极影响。
改善内部热分布的另一种可能方式是使用由铝制成的内罩或具有铝元素的内罩。然而，这导致显著重量增加，并对运送箱的制造成本和可回收性产生负面影响。
发明内容
因此，本发明旨在改善运送容器内的热分布。这不仅涉及沿着运送容器的内罩的热分布，而且涉及在运输货物内的热分布。
改进的热分布应该实现整个运送容器中的运输货物和可能的(或称为任何的，即)冷却剂的温度均衡，且从而实现更高的运行时间。
应尽可能充分利用在运送容器内的可供使用的空间。壁结构的厚度应最小化，并且应允许内部空间完全荷载。热分布应在没有空气循环的情况下进行。
最终，运送容器应该是适宜的且在制造上是容易的、具有小重量且可回收。操纵应尽可能简单和灵活。
为了解决这个任务，在开头提及类型的运送容器中本发明基本上设置成，在内部空间中和/或限制所述内部空间地布置有导热板，所述导热板构建成多层的并且具有至少一个由膨胀石墨制成的层。
根据本发明设置的多层导热板能够非常简单且灵活地应用。一方面，内部空间可以衬有导热板，从而在热绝缘内产生高导热的内罩。另一方面，导热板可以作为中间层插入运输货物中。
膨胀石墨的特点在于重量轻。膨胀石墨具有高导热率，且因此最佳地适合补偿不均匀的热输入，其例如通过容器的热绝缘中的热桥而出现。这对运送容器的运行时间有积极的影响。
膨胀石墨(也称为膨化石墨)通过将外来成分(插层物)储入在石墨的晶格层之间而制造。这种可膨胀石墨插层化合物通常通过将石墨微粒分散在含有氧化剂和待储入的气体化合物的溶液中来制造。常用的氧化剂是硝酸、氯酸钾、铬酸、高锰酸钾等。例如，浓硫酸被用作待储入的化合物。在加热到高于所谓的起始温度的温度时，可膨胀的石墨插层化合物经历具有大于200的膨胀因子的强烈体积增加，这是由以下原因引起的：储入到石墨层结构中的插层化合物在形成气态物质的情况下通过快速加热到该温度而分解，由此石墨层以手风琴的方式彼此分开，即石墨颗粒垂直于层平面膨胀或膨化。如果完全膨胀的石墨在压力的定向作用下被压实，则石墨的层平面优选垂直于压力的作用方向布置，其中各个聚集体彼此互锁。因此，可以在没有粘合剂添加的情况下制造由膨胀石墨制成的自承载层。
因此，在优选的构造中根据本发明使用的导热板的特征在于，即膨胀石墨的层平面基本上彼此平行并且平行于板平面伸延。由此以有利的方式产生导热板的各向异性导热率。这意味着膨胀石墨沿着其外表面的导热率高，但在穿过材料时导热率低。这种双重功能一方面导致在板平面中的期望的热分布，且另一方面导致横向于板平面到运输货物中的热输入的减少。
尤其地，板平面中的由膨胀石墨制成的层优选具有190-760W/mK或190-380W/mK的导热率。
为了支撑可能不稳定的由膨胀石墨制成的层并改善其可操纵性，优选地设置成，导热板具有至少一个载体层，由膨胀石墨制成的层布置在所述至少一个载体层上并与其必要时连接。
尤其地可以设置成，由膨胀石墨制成的层布置在两个载体层之间。所述至少一个载体层在此可以有利地由纸板或塑料组成。
优选地，所述至少一个载体层具有0.3-1mm的厚度。所述至少一个由膨胀石墨制成的层优选具有0.4-4mm的厚度，优选0.4-1mm的厚度。
由于(多个)载体层的存在，与纯膨胀石墨相比，导热板在板平面中具有降低的平均导热率，其可以有利地在60-180W/mK的范围内。
就导热板的布置而言，可以如此地进行，即导热板在所有侧且无缝地包围内部空间。导热板因此例如形成内罩，运输货物位于该内罩中。在长方形的运送容器的情况下，六个壁中的每一个优选地分配有导热板，使得所提及的内罩由六个导热板构成。导热板，尤其是它们的边缘区域，优选地彼此直接接触，使得其围绕整个内部空间进行热补偿，其中热可以经由内罩，例如，从内部空间的一侧引导到相对侧。
导热板在此可以牢固地与容器壁连接。备选地，导热板只能贴靠在容器壁处，其中彼此相邻的导热板在构造上可以相互连接(例如，利用啮合部)，以防止倾翻到内部空间中。最后，置入盖板，该盖板被分配给可移除的容器壁，即盖件。盖板可备选地固定在盖件处，例如通过胶合。
备选于将导热板布置在容器壁处或者附加于此，可以设置有穿过运送容器的内部空间的导热板。导热板在此可以构造空间分隔件，运输货物被布置在空间分隔件之间。在一个优选实施形式中，导热板布置成栅格状或网格状，并将内部空间划分为多个长方形的容纳室，在其中相应地可以布置至少一个对温度敏感物品，例如药盒等。
如果运送容器具有导热板中的至少一个与其相邻地、尤其是接触其地布置的冷却剂或冷却剂元件，则导热板对运送容器的运行时间的影响特别高。冷却剂元件在此应该理解为其中包含液体或可液化冷却剂的元件，例如容器。尤其地，相变材料可以用作冷却剂。冷却元件例如被构造为冷却包。
优选地，冷却剂被布置成分布在运输货物内。例如，这在带内部冷却包的药盒中可能就是这种情况。为了最优地利用冷却剂，导热板必须不仅围绕药盒周围置入而且作为中间层置入。在这种情况下，通过使用本发明，运送容器的运行时间将增加一倍以上。这相应于>100％的增加。
导热板的影响非常高的另一个例子是利用冷却剂元件的不完全覆盖。在使用冷却包中的常见问题是，由于结构设计原因，不可能实现运输货物的封闭包裹。这导致局部热突降，并导致运行时间提前终止。通过使用根据本发明的导热板，热量均匀地分布在冷却包上并被吸收。这导致运行时间的显著增加。
将导热板与冷却元件结合的另一种优选可能性可以通过以下实现，即设置在所有侧围绕内部空间的由导热板构成的外层，并且设置在所有侧围绕内部空间的由导热板构成的内层，其中在外层和内层之间布置有被动冷却元件。
冷却剂也可以设置为容器壁的一部分。就此而言，优选的构造方案设置成，容器壁构造成多层的，并具有至少一个由冷却剂组成的层作为热绝缘，所述冷却剂例如是相变材料。
可备选地或附加地，布置在容器壁中的热绝缘也可以构造为传统的隔绝层，其中，容器壁构造成多层的并且具有至少一个隔热层作为热绝缘。例如，隔热层可以由聚苯乙烯(EPS)或另一种绝缘材料组成，例如聚氨酯(PUR)、聚异氰酸酯(PIR)或挤出聚苯乙烯(XPS)。隔热层优选地具有在从外部到内部的方向上测量的＜0.05W/mK的导热率。
根据本发明的运送容器优选地构造为箱形。一种箱形运送容器优选地具有长方形、单侧敞开的基体和盖件，其中，所述盖件与所述基体单件式地构造，例如通过弯折边缘连接，或者构造为单独的盖件，所述单独的盖件能够被推到所述基体上。
优选地，箱形运送容器的容器壁构造成多层的并且具有由纸板或塑料制成的外罩。箱形运送容器的另外的布置在外罩内的层可以由隔热层形成。隔热层在此不必在材料上与由纸板或塑料形成的外罩连接，但隔热层只能置入外罩中。容器壁的隔热层在此可以自身构造自支撑的长方体，该长方体置入由纸板或塑料组成的外罩中。
根据本发明的运送容器尤其构造于邮递运送或包裹运输，且因此与货运容器或类似物区分。因此，根据本发明的运送容器优选地具有80x50x50cm的最大尺寸，优选60x50x50cm的最大尺寸。
附图说明
下面参照附图中示意性示出的实施例更详细地解释本发明。其中，图1示出了导热板的详细视图，图2示出了穿过具有外部导热板的根据本发明的运送容器的第一实施形式的横截面，图3示出了穿过具有外部导热板和中间层的根据本发明的运送容器的第二实施形式的横截面，并且图4示出了穿过具有内部导热板和外部导热板的根据本发明的运送容器的第三实施形式的横截面。
具体实施方式
在图1中，示意性地示出了根据本发明的导热板1。导热板1构造为由多层组成的复合板。导热板1由由纸板或塑料制成的两个外层2和由膨胀石墨制成的层3组成。外层2稳定石墨芯，并且具有相应地0.3-1mm的厚度。内部石墨层3具有0.4-1mm的厚度，从而产生在复合物中的1-3mm的总厚度。
各个层或各个板的连接通过粘合或周围的薄膜(未显示)实现。导热板1可以制造成不同的尺寸(长度和宽度在20-1000mm的范围内)，其适合于运送容器。备选地，导热板1可以被切割成运送容器的尺寸。
图2显示了根据本发明的运送容器的第一实施形式，该运送容器被构造为长方形的运送箱。运送箱包括六个箱壁，所述箱壁由下壳或者基体4和盖件5组成，其分别由绝缘材料(例如聚苯乙烯)或多层壁结构组成。箱壁内的内部空间衬有导热板1，导热板1根据图1构造。为此，首先置入下板1。侧壁处的板1在结构上相互连接(例如利用啮合部)以防止倾翻到内部空间中。最后，置入盖板1。盖板1可备选地例如通过胶合固定在盖件5处。
这是本发明最简单的实施变型。穿透热均匀分布在由石墨复合板制成的外部的内罩上。绝缘层中的热桥得到补偿。
图3示出了根据本发明的运送容器的第二实施形式，其构造为长方形的运送箱。运送箱同样由下壳4和盖件5组成，所述下壳4和盖件5分别由绝缘材料(例如聚苯乙烯)或多层壁结构组成。绝缘层内的内部空间衬有导热板1，导热板1根据图1构造。运输货物由箱6组成，所述箱分别配备有冷却剂。例如，可以使用具有集成的相变材料的盒，如其在WO 2020/26104A！或WO 2020/261108 A1中所描述那样。
导热板1作为中间层置入到运输货物的各个层之间。最后，置入盖板1。盖板可备选地例如通过胶合固定在盖件5处。
图4显示了根据本发明的运送容器的第三实施形式，其构造为长方形的运送箱。运送箱由下壳4和盖件5组成，所述下壳4和盖件5分别由绝缘材料(例如聚苯乙烯)或多层壁结构组成。绝缘层的内部空间衬有导热板1，导热板1根据图1构造。在外部导热板1内置入冷却剂层7，该冷却剂层例如由冷却包组成。接着是导热板1的内层。
尽管在根据图2、3和4的横截面视图中只显示了容器的四个侧，但可以理解的是，其余两个侧面具有相同的结构。

Claims (20)

1.一种用于运送对温度敏感的运输货物的运送容器，其包括容器壁(4,5)，所述容器壁在所有侧包围并封闭设置用于容纳所述运输货物的内部空间，其中，所述容器壁(4,5)具有热绝缘，其特征在于，在所述内部空间中布置有导热板(1)和/或限制所述内部空间地布置有导热板(1)，所述导热板构建成多层的并且具有至少一个由膨胀石墨制成的层(3)。
2.根据权利要求1所述的运送容器，其特征在于，所述导热板(1)在所有侧且无空隙地包围所述内部空间。
3.根据权利要求1或2所述的运送容器，其特征在于，所述导热板(1)具有至少一个载体层(2)，所述由膨胀石墨制成的层(2)布置在所述至少一个载体层(2)上。
4.根据权利要求3所述的运送容器，其特征在于，所述由膨胀石墨制成的层(2)布置在两个载体层(3)之间。
5.根据权利要求3或4所述的运送容器，其特征在于，所述至少一个载体层(3)由纸板或塑料构成。
6.根据权利要求3、4或5所述的运送容器，其特征在于，所述至少一个载体层(3)具有0.3-1mm的厚度。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的运送容器，其特征在于，所述至少一个由膨胀石墨制成的层(2)具有0.4-4mm，尤其是0.4-1mm的厚度。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的运送容器，其特征在于，所述由膨胀石墨制成的层(2)在板平面中具有190-760W/mK的热导率。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的运送容器，其特征在于，所述导热板(1)在所述板平面中具有60-180W/mK的导热率。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的运送容器，其特征在于，所述导热板(1)穿过所述内部空间。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的运送容器，其特征在于，所述导热板(1)构造空间分隔件，所述运输货物(6)布置在所述空间分隔件之间。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的运送容器，其特征在于，所述导热板(1)围绕布置在所述运送容器内部空间中的被动冷却元件，尤其是冷却剂元件。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的运送容器，其特征在于，设置有由导热板构成的外层，所述外层在所有侧围绕所述内部空间，且设置由导热板构成的内层，所述内层在所有侧围绕所述内部空间，其中，在所述外层和所述内层之间布置有被动冷却元件，尤其是冷却剂元件。
14.根据权利要求1至13中任一项所述的运送容器，其特征在于，所述容器壁构造成多层的，并具有至少一个由冷却剂组成的层作为热绝缘，所述冷却剂例如是相变材料。
15.根据权利要求1至14中任一项所述的运送容器，其特征在于，所述容器壁构造成多层的并且具有至少一个隔热层作为热绝缘。
16.根据权利要求1至15中任一项所述的运送容器，其特征在于，所述容器壁构造成多层的并且具有由纸板或塑料制成的外罩。
17.用于使用在根据权利要求1至16中任一项所述的运送容器中的导热板，其包括至少一个由膨胀石墨制成的层和两个载体层，在所述两个载体层之间布置所述由膨胀石墨制成的层。
18.根据权利要求17所述的导热板，其特征在于，至少所述载体层由纸板或塑料组成。
19.根据权利要求17或18所述的导热板，其特征在于，所述载体层具有0.3-1mm的厚度。
20.根据权利要求17至19中任一项所述的导热板，其特征在于，所述至少一个由膨胀石墨制成的层具有0.4-4mm，尤其是0.4-1mm的厚度。
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