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Die Erfindung betrifft einen Transportbehälter zum Transport von Kühlware, insbesondere Lebensmitteln, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Zum Transport von Kühlware sind aus dem Stand der Technik Transportbehälter bekannt, deren Wandungen einen hohen Wärmedurchgangswiderstand aufweisen. Dazu können die Wandungen des Transportbehälters beispielsweise eine Isolierung aus geschäumtem Kunststoff aufweisen. Diese Transportbehälter mit Schaumplattenisolierung weisen jedoch den Nachteil auf, dass der Wärmedurchgangswiderstand der Schaumplattenisolierung relativ gering ist.
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Gattungsgemäße Transportbehälter, wie sie beispielsweise zum Transport von Lebensmitteln eingesetzt werden, sind durch einen thermisch isolierten Innenraum charakterisiert, in dem die Kühlware gelagert werden kann.
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Um den Wärmeaustausch des Innenraums, der aktiv oder passiv gekühlt sein kann, mit der Außenumgebung möglichst gering zu halten, um dadurch den notwendigen Kühlbedarf zu reduzieren, weisen die gattungsgemäßen Transportbehälter eine doppelwandige Behälterwandung auf. Zwischen der Außenwandung und der Innenwandung der doppelwandigen Behälterwandung ist ein Isolationsgas eingeschlossen und bildet eine gasförmige Isolationsschicht. Da Isolationsgase einen sehr geringen Wärmedurchgangswert aufweisen, kann durch die gasförmige Isolationsschicht der doppelwandigen Behälterwandung der unerwünschte Wärmedurchtritt stark reduziert werden.
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Ganz grundsätzlich gilt im Bereich der Wärmetechnik, dass der Wärmedurchgang durch die Erhöhung der Stärke der Isolationsschicht erhöht werden kann. Die Erhöhung der Stärke der Isolationsschicht weist bei den Transportbehältern jedoch den Nachteil auf, dass dadurch der zur Verfügung stehende Nutzraum im Innenraum des Transportbehälters reduziert wird. Außerdem haben Versuche an Transportbehältern mit gasförmiger Isolationsschicht gezeigt, dass die Erhöhung der Stärke der gasförmigen Isolationsschicht nicht zu einer proportionalen Verringerung des Wärmedurchgangskoeffizienten führt.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, einen Transportbehälter vorzuschlagen, der eine relativ geringe Wandstärke aufweist und trotzdem einen sehr geringen Wärmedurchgangskoeffizienten ermöglicht.
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Diese Aufgabe wird durch einen Transportbehälter nach der Lehre des Anspruchs 1 gelöst.
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Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Untersuchungen an Transportbehältern mit doppelwandiger Behälterwandung haben gezeigt, dass sich in der gasförmigen Isolationsschicht beim Überschreiten eines bestimmten Maßes der Schichtdicke thermische Zirkulationseffekte ergeben. Dies bedeutet, dass sich aufgrund der relativ hohen Schichtdicken des Isolationsgases und der Temperaturunterschiede zwischen den verschiedenen Bereichen eine durch die Temperaturunterschiede getriebene Gasströmung ergibt. Diese thermische Zirkulation des Isolationsgases führt aber dazu, dass die Isolationswirkung der gasförmigen Isolationsschicht abnimmt. Die thermische Zirkulation wird dabei umso stärker, je größer die Schichtdicke der gasförmigen Isolationsschicht ist.
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Um diesem unerwünschten Effekt der thermischen Zirkulation in der gasförmigen Isolationsschicht entgegenzuwirken, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass zwischen Außenwandung und Innenwandung der Behälterwandung eine zusätzliche Zwischenwandung vorgesehen ist. Durch die Zwischenwandung wird die gasförmige Isolationsschicht in eine zwischen Außenwandung und Zwischenwandung gelegene Außenschicht und eine zwischen Zwischenwandung und Innenwandung gelegene Innenschicht aufgeteilt. Die Schichtstärke der gasförmigen Isolationsschicht wird durch die erfindungsgemäße Zwischenwandung nur unwesentlich verringert, da die Zwischenwandung selbst eine lediglich sehr geringe Schichtstärke aufweisen muss. Durch die Anordnung der Zwischenwandung in der gasförmigen Isolationsschicht und die daraus folgende Aufteilung der Isolationsschicht in eine Außenschicht und eine Innenschicht wird aber erreicht, dass der unerwünschte Effekt der thermischen Zirkulation signifikant verringert oder sogar ganz ausgeschlossen wird. Denn aufgrund der durch die Zwischenwandung realisierbaren geringen Schichtdicken der Außenschicht und der Innenschicht tritt die thermische Zirkulation in der Außenschicht bzw. in der Innenschicht nur in einem sehr geringen Maß oder gar nicht auf.
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Welches Gas oder Gasgemisch verwendet wird, um die gasförmige Isolationsschicht zu bilden, ist grundsätzlich beliebig. Als besonders geeignet haben sich Edelgase erwiesen, da diese aufgrund ihrer Atomgröße nur relativ schwer durch die Behälterwandung ausdiffundieren können und zugleich einen sehr geringen Wärmedurchgangskoeffizienten aufweisen. Insbesondere Argon oder Krypton haben sich zur Befüllung der erfindungsgemäßen Transportbehälter als sehr geeignet erwiesen. Da Argon in der Luftatmosphäre mit einem relativ hohen Anteil vorkommt, steht dieses Edelgas relativ kostengünstig zur Verfügung. Krypton zeichnet sich durch einen sehr geringen Wärmedurchgangskoeffizienten aus.
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Um die thermische Zirkulation in der gasförmigen Isolationsschicht zu verringern bzw. auszuschließen, ist es grundsätzlich nicht erforderlich, dass die Außenschicht und die Innenschicht, die gemeinsam die Isolationsschicht bilden und durch die Zwischenwandung voneinander getrennt sind, gasdicht voneinander abgetrennt werden. Dies bedeutet also mit anderen Worten, dass an den Rändern der Zwischenwandung oder innerhalb der Zwischenwandung selbst durchaus kleinere Öffnungen vorhanden sein können, die einen Gasaustausch zwischen der Innenschicht und der Außenschicht ermöglichen. Diese kleineren Öffnungen sind im Hinblick auf die Verhinderung der thermischen Zirkulation ohne wesentliche Bedeutung. Besonders vorteilhaft ist es jedoch, wenn die Zwischenwandung die Außenschicht gasdicht von der Innenschicht abtrennt. Durch diese gasdichte Trennung zwischen Außenschicht und Innenschicht wird eine zusätzliche Redundanz der Gasisolation gewährleistet. Tritt nämlich an der Außenschicht oder der Innenschicht ein Leck auf, durch das das Isolationsgas entweicht, so wird durch die gasdichte Abtrennung gewährleistet, dass die jeweils zweite Isolationsschicht, die vom Leck nicht unmittelbar betroffen ist, weiter mit Isolationsgas befüllt bleibt.
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Abhängig von der Wahl des Isolationsgases und dem Material der Behälterwandungen kann es zu Gasverlusten in der gasförmigen Isolationsschicht aufgrund von Diffusionsvorgängen kommen. Um diesen unerwünschten Gasverlusten entgegenzuwirken, ist es besonders vorteilhaft, wenn die Behälterwandung zumindest abschnittsweise eine Diffusionssperre aufweist. Das Material der Diffusionssperre kann dabei dann so gewählt werden, dass es einen hohen Diffusionswiderstand gegen den Diffusionsdurchtritt des Isolationsgases durch die Behälterwandung aufweist. Den besten Diffusionsschutz erreicht man, wenn die Behälterwandung vollflächig mit der Diffusionssperre ausgestattet ist.
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Neben dem Wärmeeintrag durch Konvektionswärme kann Wärme in den gekühlten Innenraum des Transportbehälters auch durch Strahlungswärme eingetragen werden. Je nach Material der Behälterwandung kann die Strahlungswärme die Behälterwandung dann zumindest teilweise durchtreten und erwärmt so die Kühlware im Innenraum des Transportbehälters aufgrund der Absorption der Wärmestrahlung an der Kühlware. Um diesen unerwünschten Erwärmungseffekt durch Wärmestrahlung entgegenzuwirken, ist es besonders vorteilhaft, wenn die Behälterwandung zumindest abschnittsweise einen Strahlungsreflektor aufweist, an dem Wärmestrahlung reflektiert werden kann. Durch den Strahlungsreflektor wird also erreicht, dass die Wärmestrahlung die Behälterwandung nur noch in einem weit geringeren Maß durchdringen kann, so dass Erwärmungseffekte aufgrund von Wärmestrahlung signifikant verringert werden. Den besten Schutz vor Wärmestrahlung erreicht man, wenn die Behälterwandung vollflächig mit dem Strahlungsreflektor ausgestattet ist.
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Im Hinblick auf eine einfache Konstruktion des Transportbehälters und dessen kostengünstige Herstellung ist es besonders vorteilhaft, wenn die Diffusionssperre und der Strahlungsreflektor von einer einzigen auf die Behälterwandung aufgebrachten Beschichtung gebildet werden.
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Grundsätzlich ist es denkbar, dass die Behälterwandung selbst zur Realisierung der Diffusionssperre und/oder des Strahlungsreflektors eingesetzt wird. Dazu kann die Behälterwandung zumindest schichtweise aus einem entsprechend geeignetem Kunststoff hergestellt sein, der die entsprechende Werkstoffeigenschaft als Diffusionssperre und/oder Strahlungsreflektor aufweist. Besonders einfach kann die Diffusionssperre und/oder der Strahlungsreflektor dadurch realisiert werden, wenn eine Folienschicht auf die Behälterwandung aufgebracht wird. Die Folienschicht weist dann die entsprechenden Werkstoffeigenschaften als Diffusionssperre und/oder Strahlungsreflektor auf.
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Alternativ zur Verwendung einer Folienschicht kann auf die Behälterwandung auch eine Lackschicht aufgebracht sein, die als Diffusionssperre und/oder Strahlungsreflektor dient.
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Zur Realisierung des erfindungsgemäßen Transportbehälters ist es nicht zwingend, dass auch das Verschlusselement doppelwandig ausgebildet und mit einer Isolationsschicht isoliert ist. Im Hinblick auf eine möglichst gute Isolation des Innenraums ist es jedoch besonders vorteilhaft, wenn auch das Verschlusselement in der erfindungsgemäßen Bauweise doppelwandig ausgebildet und mit einem Isolationsgas isoliert ist. Dabei ist wiederum eine Zwischenwandung vorzusehen, die die Isolationsschicht in eine Außenschicht und eine Innenschicht aufteilt, um unerwünschte thermische Zirkulationseffekte in der Gasisolation des Verschlusselements zu vermeiden oder zumindest zu verringern.
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In welcher Weise der Transportbehälter gekühlt wird, ist grundsätzlich beliebig. Es kann sich dabei um eine aktive Kühlung mittels Kühlaggregat oder eine passive Kühlung mittels eines vorgekühlten Kältespeichers handeln. Soweit Kältespeicher verwendet werden, um die Transportbehälter zu kühlen, ist es besonders vorteilhaft, wenn diese Kältespeicher Bestandteil des Verschlusselements sind. Denn dies ermöglicht es, dass durch Austausch des Verschlusselements die Kühlkapazität erneuert wird, ohne dass die Kühlware aus dem Innenraum entnommen werden muss. Die Bauart des Verschlusselements zur Kühlung des Transportbehälters ist dabei grundsätzlich beliebig. Gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform ist es vorteilhaft, wenn das Verschlusselement einen Speicherraum beinhaltet, der von einer flüssigkeitsdichten Speicherwandung flüssigkeitsdicht umschlossen wird. Der Speicherraum wird dabei zumindest teilweise mit einem Kältespeichermittel, beispielsweise einer Sole gefüllt. In der Speicherwandung sind außerdem ein Kühlmitteleinlass und ein Kühlmittelauslass vorgesehen, welche mit einem in oder am Speicherraum angeordneten Wärmetauscher verbunden sind. Ein Kühlmittel kann dann vom Kühlmitteleinlass kommend durch den Wärmetauscher zum Kühlmittelauslass strömen um dadurch das im Speicherraum gespeicherte Kältespeichermittel abzukühlen, um die Kältespeicherkapazität des Verschlusselements zu erneuern.
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Alternativ zur Verwendung eines Verschlusselements mit Speicherraum, der mit dem flüssigen Kältespeichermittel befüllt ist und über einen Wärmetauscher heruntergekühlt werden kann, ist es alternativ auch denkbar, dass das Verschlusselement ein Kühlakkufach beinhaltet, in dem konventionelle Kühlakkus lösbar fixiert werden können. Die Kühlakkus können dann nach der Entnahme in konventionellen Kühlschränken heruntergekühlt und durch Fixierung am Verschlusselement die Kühlkapazität wieder erneuert werden.
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Um die Effektivität der im Kühlakkufach angeordneten Kühlakkus zu erhöhen, ist es besonders vorteilhaft, wenn das Kühlakkufach mit einem gelochten Deckel verschlossen wird. Durch die Ausnehmungen des Deckels kann dann schnell und effektiv ein Wärmeaustausch zwischen dem Kühlakkufach einerseits und dem Innenraum des Transportbehälters andererseits vonstatten gehen.
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Auch im Innenraum des Transportbehälters kommt es aufgrund der unterschiedlichen Temperaturen an den Wandungen des Innenraums zu einer thermischen Zirkulation. Denn kalte Luft ist schwerer als warme Luft und sinkt deshalb im Innenraum herab. Erfolgt die Kühlung des Innenraums beispielsweise vom Verschlusselement des Transportbehälters aus, der von oben auf der Öffnung des Transportbehälters angeordnet ist, so ergibt sich daraus eine relativ starke thermische Zirkulation, da die an der Decke des Innenraums befindliche Luft durch das Verschlusselement gekühlt wird und dann nach unten absinkt. Im Innenraum ist diese thermische Zirkulation durchaus erwünscht, um für eine gleichmäßige Kühlung des gesamten Innenraums zu sorgen. Um die im Innenraum erwünschten Zirkulationseffekte zu verstärken, ist es besonders vorteilhaft, wenn auf der zum Innenraum des Transportbehälters weisenden Seite des Verschlusselements, insbesondere am Deckel des Kühlakkufachs, ein Strömungsleitelement befestigt ist, mit dem die thermische Gaszirkulation im Innenraum des Transportbehälters unterstützt wird.
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Die Unterstützung der thermischen Gaszirkulation im Innenraum kann insbesondere dadurch erreicht werden, dass das Strömungsleitelement konkav gebogen ist. Dabei ist es dann besonders vorteilhaft, dass die seitlichen Ränder des konkaven Strömungsleitelements zusätzlich als Abtropfkanten dienen, an denen Kondensatflüssigkeit, die sich am Strömungsleitelement niederschlägt, seitlich abtropft. Durch das seitliche Abtropfen der Kondensatflüssigkeit wird ein direkter Kontakt der Kondensatflüssigkeit mit der im Innenraum angeordneten Kühlware ausgeschlossen oder doch zumindest stark verringert.
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Bei längerer Kühlung des Innenraums, beispielsweise bei längeren Transporten, kann es zum Anfallen erheblicher Mengen von Kondensatflüssigkeit kommen. Diese Kondensatflüssigkeit sammelt sich aufgrund der Schwerkraft am Boden des Transportbehälters. Der Kontakt der Kondensatflüssigkeit mit der Kühlware ist dabei in aller Regel unerwünscht, da dadurch eine Beschädigung der Kühlware, beispielsweise durch Aufweichen von Verpackungen, auftreten kann. Es ist deshalb besonders vorteilhaft, wenn am Boden des Transportbehälters ein Auflagerelement angeordnet ist, dessen zum Innenraum des Transportbehälters weisende Seite eine Standfläche für die Kühlware bildet. Das Auflagerelement weist zumindest eine Ausnehmung auf, durch die die Kondensatflüssigkeit nach unten abfließen kann. Unterhalb des Auflagerelements kann dann beispielsweise ein geeigneter Speicherraum vorgesehen werden, in dem sich die Kondensatflüssigkeit sammelt und für die im Innenraum befindliche Kühlware, die auf dem Auflagerelement aufsteht, unschädlich ist.
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Eine Ausführungsform der Erfindung ist in den Zeichnungen schematisch dargestellt und wird nachfolgend beispielhaft erläutert.
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Es zeigen:
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1 einen Transportbehälter zum Transport von Kühlware mit dem auf der Behälteröffnung angeordneten Verschlusselement in perspektivischer Ansicht;
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2 den Transportbehälter mit Verschlusselement gemäß 1 im perspektivischen Schnitt;
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3 den Transportbehälter mit Verschlusselement gemäß 1 im Querschnitt;
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4 den Transportbehälter ohne Verschlusselement in perspektivischer Ansicht von oben;
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5 den Transportbehälter gemäß 4 im perspektivischen Schnitt;
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6 die Bauteilwandung des Transportbehälters gemäß 5 in einem vergrößerten Querschnitt;
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7 das Verschlusselement gemäß 1 in perspektivischer Ansicht von unten;
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8 das Verschlusselement gemäß 7 im Querschnitt;
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9 das Verschlusselement gemäß 7 mit geöffnetem Kühlakkufach.
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1 zeigt einen Transportbehälter 01 zum Transport von Kühlware, insbesondere Lebensmitteln, in perspektivischer Ansicht von oben. Auf der Behälteröffnung des Transportbehälters ist gemäß der Darstellung in 1 ein als Deckel ausgebildetes Verschlusselement 02 angeordnet.
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Zur Handhabung des Transportbehälters 01 weist dieser an der Außenseite vier Griffmulden 03 auf.
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2 zeigt den Transportbehälter 01 mit dem auf der Behälteröffnung angeordneten Verschlusselement 02 im perspektivischen Querschnitt. Im Innenraum 04 des Transportbehälters 01, der von der Behälterwandung 05 umschlossen wird, kann kühlbedürftige Kühlware, beispielsweise Lebensmittel, gelagert werden. Am Boden des Innenraums 04 ist dabei ein gelochtes Auflagerelement 06 befestigt. Auf der Oberseite des Auflagerelements 06 kann die Kühlware abgestellt werden. Durch die Ausnehmungen 07 im Auflagerelement 06 kann Kondensatflüssigkeit, die sich aufgrund der Kühlung des Innenraums 04 bildet, nach unten abfließen, um eine Beschädigung der Kühlware durch Flüssigkeitskontakt zu verhindern. Das Verschlusselement 02 ist in der Art eines lösbaren Deckels ausgebildet und kann mit seiner Innenseite auf der Verschlussöffnung des Innenraums 04 aufgesteckt werden.
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3 zeigt den Transportbehälter 01 mit dem Verschlusselement 02 im Querschnitt. Die Behälterwandung 05 des Transportbehälters 01 ist doppelwandig mit einer Innenwandung 08 und einer Außenwandung 09 ausgebildet. Zwischen der Innenwandung 08 und der Außenwandung 09 ist eine Isolationsschicht 10 gebildet, die mit einem Isolationsgas, beispielsweise Argon oder Krypton, befüllt ist. Die Isolationsschicht 10 wird dabei durch eine Zwischenwandung 11, die zwischen der Außenwandung 09 und der Innenwandung 08 angeordnet ist, in eine Innenschicht 12 und eine Außenschicht 13 aufgeteilt. Die Schichtdicke der Innenschicht 12 und der Außenschicht 13 entspricht dabei ungefähr der Hälfte der Schichtdicke der gesamten Isolationsschicht 10. Aufgrund dieser Halbierung der Schichtdicke treten in der Innenschicht 12 und in der Außenschicht 13 nur sehr geringe thermische Zirkulationseffekte auf, wodurch der Wärmedurchgangskoeffizient der Behälterwandung 05 gegenüber einer Behälterwandung ohne Zwischenwandung 11 in erwünschter Weise abgesenkt wird. Im Bereich des Bodens 14 des Innenraums 04 weist die Innenwandung 08 eine Bombierung auf, so dass die durch die Ausnehmungen 07 nach unten abfließende Kondensatflüssigkeit aufgrund der Wölbung seitlich abgeführt wird.
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Die Zwischenschicht 11 ist an ihren Kanten gasdicht mit der Innenwandung 08 bzw. der Außenwandung 09 verschweißt, so dass die Innenschicht 12 und die Außenschicht 13 gasdicht voneinander getrennt sind.
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Zur Isolation des Verschlusselements 02 ist ebenfalls eine doppelwandige Bauteilwandung 15 vorgesehen, wobei zwischen der Innenwandung 16 und der Außenwandung 17 wiederum eine Zwischenwandung 18 vorgesehen ist. Die Zwischenwandung 18 teilt die Isolationsschicht 19 in eine Innenschicht 20 und eine Außenschicht 21 auf, um auch hier unerwünschte Zirkulationseffekte zu verringern. Zur Fixierung der Zwischenwandung 18 zwischen der Innenwandung 16 und der Außenwandung 17 können Abstandshalter 22 eingebaut werden.
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4 und 5 zeigen den Transportbehälter 01 ohne das Verschlusselement 02, d. h. bei geöffneter Behälteröffnung 23 in perspektivischer Ansicht von oben bzw. im perspektivischen Schnitt.
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In 6 ist die Behälterwandung 05 des Transportbehälters 01 mit der Innenwandung 08, der Außenwandung 09 und der Zwischenwandung 11 vergrößert dargestellt. Zwischen der Innenwandung 08 und der Außenwandung 09 ist das Isolationsgas 24 gasdicht eingeschlossen, um dadurch die gasförmige Isolationsschicht 10 zu bilden. Die Zwischenwandung 11 teilt die Isolationsschicht 10 dabei in die gasgefüllte Innenschicht 12 und die gasgefüllte Außenschicht 13 auf. An der Außenseite der Zwischenwandung 11 ist dabei zusätzlich ein Strahlungsreflektor 25 in der Form einer Reflektorfolie angebracht. Wärmestrahlung 26, die die aus Kunststoff gefertigte Außenwandung 09 durchdringt, wird an dem Strahlungsreflektor 25 reflektiert und dadurch ein Eindringen der Wärmestrahlung 26 in den Innenraum 04 verhindert. An der Innenseite der aus Kunststoff hergestellten Innenwandung 08 und der aus Kunststoff hergestellten Außenwandung 09 ist außerdem eine Diffusionssperre 32 in der Form einer Lackschicht aufgebracht. Durch die Diffusionssperre 32 wird das Ausdiffundieren des Isolationsgases 24 durch die Innenwandung 08 bzw. die Außenwandung 09 signifikant verringert.
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7 zeigt das Verschlusselement 02 in perspektivischer Ansicht von unten. Auf der zum Innenraum 04 weisenden Seite des Verschlusselements 02 ist ein konkav gebogenes Strömungsleitelement 27 befestigt, das der Verbesserung der thermischen Zirkulation im Innenraum 04 des Transportbehälters 01 dient. Die seitlichen Ränder des Strömungsleitelements 27 dienen dabei als Abtropfkanten 28 und 29, an denen die sich am Strömungsleitelement 27 niederschlagende Kondensatflüssigkeit nach unten abtropfen kann, ohne dabei auf das im Innenraum 04 befindliche Kühlgut zu tropfen.
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In 8 ist das Verschlusselement 02 im Querschnitt dargestellt. Unterhalb der Bauteilwandung 15 mit der Innenwandung 16, der Außenwandung 17 und der Zwischenwandung 18 ist ein Kühlakkufach 30 vorgesehen. Im Kühlakkufach 30 können konventionelle Kühlakkus, die als Latentspeicher dienen, auswechselbar angeordnet werden. Zur Fixierung der Kühlakkus im Kühlakkufach 30 kann dieses mit einem verschwenkbar gelagerten und gelochten Deckel 31 verschlossen werden.
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9 zeigt das Verschlusselement 02 mit geöffnetem Deckel 31. Die Kühlakkus können nach Öffnen des Deckels 31 problemlos in das Kühlakkufach 30 eingelegt und anschließend durch Zurückschwenken des Deckels 31 fixiert werden. Der Deckel 31 kann mittels eines nicht näher dargestellten Verschlusses gegen unbeabsichtigtes Öffnen gesichert werden.
