JP2021525856A - 輸送コンテナシステムを準備する方法、および輸送コンテナシステム - Google Patents

Abstract

本発明は、目標範囲内のコンテナ内部温度を有するように輸送コンテナシステムを準備する方法に関する。前記輸送コンテナシステムは、受容スペースを有するコンテナと、前記コンテナから取り出し可能であるとともに前記コンテナに挿入可能である少なくとも２つのＰＣＭ要素と、を有し、前記コンテナの前記受容スペース内の温度が、コンテナ内部温度である。全てのＰＣＭ要素は、同一の相変化材料を有する。少なくとも１つの第１ＰＣＭ要素が、前記コンテナの外部で、当該第１ＰＣＭ要素の前記相変化材料が完全に固体状態の集合となるように温度調節される。少なくとも１つの第２ＰＣＭ要素が、前記コンテナの外部で、当該第２ＰＣＭ要素の前記相変化材料が完全に液体状態の集合となるように温度調節される。温度調節された前記ＰＣＭ要素が、前記コンテナに配置される。前記調節および前記ＰＣＭ要素が、前記ＰＣＭ要素が前記コンテナに配置された後に、前記コンテナ内部温度が前記目標範囲内の値に到達するように構成される。また、本発明は、温度の影響を受けやすい物品をコンテナの内部温度の目標範囲内において輸送するための好適な輸送コンテナシステムに関する。

Description

本発明は、請求項１または２に記載の、目標範囲内のコンテナ内部温度を有する輸送コンテナシステムを準備する方法、および請求項１４または１５に記載の、温度の影響を受けやすい物をコンテナ内部温度の目標範囲内において輸送するための輸送コンテナシステムに関する。

熱が適切な貯蔵材料に蓄積されると、通常その温度が上昇する。このタイプの蓄熱は、認知可能または感知可能な蓄熱と呼ばれる。

適切な材料において相変化が生じる場合、例えば固相から液相への変化（またはその逆）が生じる場合、貯蔵材料の温度と、貯蔵材料に吸収される（または放出される）熱との関係は線形ではない。固体から液体への変化の場合、熱貯蔵材料は、相変化温度範囲に到達すると溶け始める。相変化温度範囲は、貯蔵材料によって異なる。相変化温度範囲は、例えば１Ｋと非常に狭い場合もあるが、８Ｋを超える場合もある。この相変化温度範囲において、貯蔵材料の温度は、貯蔵材料が完全に溶けるまで維持される。その後、更なる熱の吸収があったときに、初めて温度が再び上昇する。

熱を供給しても温度が実際には長時間に亘り上昇しないことから、これは潜熱と呼ばれる。典型的な固相／液相変化の場合、例えば、潜熱は、貯蔵材料の融解または結晶化の熱に等しい。

潜熱貯蔵材料には、狭い温度範囲において比較的大量の熱を蓄えることができるという大きな利点がある。相変化は、一定の時間に亘って本質的に一定の温度で起こるため、温度変動を補償したり温度ピークを回避したりすることができる。

潜熱貯蔵材料は、種々の形態において知られている。このような材料は、相変化材料（ＰＣＭ）とも呼ばれる。

一般に、相変化材料について、相変化温度範囲を定義するのではなく、相変化温度範囲における相変化温度が定義される。通常、相変化温度とは、相変化材料が温度調節されるべき目標温度、すなわち、準作用点を表す。約０℃である目標温度に到達すると、種々の添加剤を含む水を、潜熱貯蔵材料として使用することができる。０℃より低い冷蔵を目的として、例えば、適切に調製された食塩水が使用される。

０℃よりわずかに高い範囲では、他の材料、例えばパラフィンベースの材料がより適している。

詳しくは、背景としてＥＳＤ情報サービス「Ｔｈｅｍｅｎｉｎｆｏ ＩＶ／０２ ａｕｓ ｄｅｍ Ｊａｈｒ ２００２」（ｗｗｗ．ｂｉｎｅ．ｉｎｆｏにおいてキーワード「Ｌａｔｅｎｔｗａｅｒｍｅｓｐｅｉｃｈｅｒ」で入手可能なＦａｃｈｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｓｚｅｔｒｕｍ Ｋａｒｌｓｒｕｈｅ プロジェクトナンバー０３２９８４０Ａ‐Ｄ）の概要記事を参照されたい。潜熱貯蔵材料の全体背景およびその可能な用途に関するこの参考文献の内容は、本特許出願の開示内容を参照することにより、本明細書に組み込まれる。

本発明によれば、ＰＣＭ要素としても知られる潜熱貯蔵要素は、場合により圧力補償弁が更に設けられた密閉された筐体における潜熱貯蔵材料である。好適には、これは、マクロカプセル入りのＰＣＭである。しかしながら、ミクロカプセル入りのＰＣＭも使用可能である。筐体は、多くの場合プラスチック製である。例えば、いわゆるコールドパックの基本構造はよく知られている。

このようなＰＣＭ要素は、例えば対応するコンテナに配置された個々の、または複数の潜熱貯蔵要素と見なされ得る。

このタイプのＰＣＭ要素は、幅広い目標温度に対して特に出願人から入手可能である（パンフレット「ｖａ‐Ｑ‐ｔｅｃ包装アイテム一覧２０１１年１月」）。３７℃、２２℃、１８℃、５℃、０℃、−１９℃、−２１℃、−２６℃、−３７℃を目標温度とする潜熱貯蔵要素が示されている。他のサプライヤは、他の目標温度についても、販売プログラムに同等のＰＣＭ要素を部分的に有している。

当該タイプのＰＣＭ要素は、特に輸送を目的とする断熱および／または熱絶縁コンテナにおける特殊な用途分野で使用されている。例えば、これには、医薬品、バイオテクノロジー製品、移植品、血液保存剤等の温度の影響を受けやすい製品の輸送が該当する。或る適用分野、例えば医薬品において、最適な輸送、および厳密に順守する必要のある貯蔵温度、すなわちコンテナ内部温度は、例えばおよそ１８℃である。この場合、１５℃乃至２５℃であるコンテナ内部温度の目標範囲に含まれるわずかな偏差しか許容され得ない。したがって、この目標温度の範囲外の温度は回避しなければならない。

相変化温度がコンテナ内部温度に可能な限り近いＰＣＭ要素を使用することが慣例的に知られている。この場合、ＰＣＭ要素の相変化温度に確実に到達することが必要であるとともに、この温度を比較的小さい偏差しか有さない目標温度として維持する必要がある。以下において、目標温度を、相変化中にＰＣＭ要素によりわずかな偏差で（すなわち相変化温度範囲内に）維持される温度であって、ＰＣＭ要素に使用されている相変化材料に起因する温度として定義する。通常、目標温度は、所望のコンテナ内部温度に一致するものであるが、わずかに逸脱する場合もある。

このような処理において、ＰＣＭ要素は、その目標温度よりわずかに低い、またはわずかに高い温度に温度調節される（事前調整される）。具体的には、予冷温度まで冷却される。この予冷温度は、上述の内部コンテナ温度の目標範囲に含まれる。事前調整後、ＰＣＭ要素の相変化材料は、完全に固体状態の集合を呈する。

ＰＣＭ要素を事前調整するには、予冷温度にできるだけ正確に到達しなければならない。また、予冷温度と、したがって事前調整のための手段とが、目標温度、すなわち所望のコンテナ内部温度にリンクされる。これには、温度調節または事前調整のための特殊な手段が必要かもしれない。さらに、このプロセスは、事前調整中の温度変動の影響を受けやすい。予冷温度から逸脱することにより、相変化材料が固相に変換されないか、完全には変換されない可能性があり、ひいては、輸送コンテナシステムでの使用時に吸収される熱が少なくなる可能性がある。この場合、必要とされるコンテナ内部温度が、非常に短い時間しか保証されないかもしれない。

このようなＰＣＭ要素を事前調整するように、ＰＣＭ要素を例えば低温室で温度調節する。低温室では、市場において一般的で広く使用されている低温室が利用可能な特定の温度が、いわゆる標準低温室温度として確立されている。対応する標準低温室温度は、例えば５℃や−２５℃である。原理的には、標準低温室温度から逸脱した温度用の低温室を使用することも可能である。標準冷蔵室温度から逸脱した温度に適した冷蔵室は、あまり流通していないため、購入にはるかに費用がかかる。さらに、非標準的な低温室は、一般的には、あまり正確な温度調節機能を有していない。対応する低温室は、＋／−２Ｋの典型的な許容範囲を有する。したがって、低温室の対応する正確な温度調節が不可避であるが、一般に高いコストを伴う。

既知のプロセスを改善すべく、市場で入手可能なより強力なＰＣＭ要素を使用することができる。しかしながら、より強力なＰＣＭ要素は、取得コストが大幅に高い。一方で、予冷の複雑さやこれに関する問題が残されている。

したがって、本発明は、事前調整の複雑さ、事前調整の扱い、事前調整中の温度変動の影響の受けやすさ、および／またはコストに関して、既知のプロセスを改善するという課題に基づいている。

前述の課題は、請求項１に記載の手順により解決される。好適な実施形態および更なる開発は、関連する従属請求項の対象である。

本発明による方法は、コンテナ内部温度が目標範囲内にある輸送コンテナシステムを準備する役割を果たす。前記輸送コンテナシステムは、輸送される物用の受容スペースを有する断熱された閉鎖可能なコンテナを有する。前記コンテナの前記受容スペース内の温度が、前記コンテナ内部温度である。前記輸送コンテナシステムは、前記コンテナから取り出し可能であるとともに前記コンテナに挿入可能である少なくとも２つのＰＣＭ要素を有し、全てのＰＣＭ要素は、同一の相変化材料を有する。

本発明による方法において、少なくとも１つの第１ＰＣＭ要素が、当該第１ＰＣＭ要素の前記相変化材料が完全に固体状態の集合として存在するように温度調節される、具体的には予冷される。少なくとも１つの第２ＰＣＭ要素が、当該第２ＰＣＭ要素の前記相変化材料が完全に液体状態の集合として存在するように温度調節される、具体的には予冷される。このような態様で温度調節された前記ＰＣＭ要素が、前記コンテナに配置される。前記温度調節ステップおよび前記ＰＣＭ要素が、前記ＰＣＭ要素が前記コンテナに配置された後に、前記コンテナ内部温度が前記目標範囲内の値に到達するように構成および／または調整される。

したがって、本発明は、同一の相変化材料を有する少なくとも２つのＰＣＭ要素を使用するという考えに基づいている。輸送コンテナシステムでの使用を目的として、少なくとも１つの第１ＰＣＭ要素が完全に固体状態の集合（「固体ＰＣＭ要素」）とされ、少なくとも１つの第２ＰＣＭ要素が完全に液体状態の集合（「液体ＰＣＭ要素」）とされる。第１ＰＣＭ要素は、第２ＰＣＭ要素と異なる温度（潜熱範囲外）に事前に温度調節される。コンテナへの挿入後、温度調整が実施される。コンテナ内の温度調整が終了するとき、コンテナ内部温度は、目標範囲内になる。

第１または第２ＰＣＭ要素は、事前調整が終了するとき、および／またはＰＣＭ要素がコンテナに挿入される際に、ＰＣＭ要素の相変化材料が混在した状態で存在する、すなわち、一部が液体であり一部が固体である状態で存在するように温度調節される場合は、本発明によるものではない。

本発明による方法では、第１ＰＣＭ要素の予冷温度および第２ＰＣＭ要素の予冷温度、したがって事前調整手段は、ＰＣＭ要素の目標温度から切り離されている。したがって、２つの予冷温度のうちの少なくとも一方は、事前調整用の一般的なインフラを使用できる温度範囲内にある。潜熱範囲外の事前調整には、特に一般の標準的な低温室の温度を有する低温室を選択することができる。したがって、低温室の標準的なインフラが使用できる場合、目標温度に適合する高価で特殊な低温室を使用する必要がなくなる。

本発明によるプロセスは、既知のプロセスに比較して、事前調整中の温度変動の影響を著しく受けにくい。冷却温度からの逸脱が、望ましくない相変化につながらなくなるため、予冷による影響が大幅に減少する。したがって、予冷プロセスは、外乱の影響を顕著に受けないこととなる。

潜熱範囲外に調整することにより、予冷時間を短縮できることも示されている。

１つの相変化材料しか使用しないため、複雑でなく、コストが安くなる。

好適には、ＰＣＭ要素の相変化材料は、相変化材料が固体から液体状態の集合に、および／またはその逆に変化する相変化温度範囲を有する。この相変化温度範囲は、好適には０℃の温度を含まない。本例において、水は相変化材料として適していない。

本プロセスを有利に実施するように、少なくとも１つの第１ＰＣＭ要素が、前記コンテナの外部で、前記相変化温度範囲より低い温度に温度調節される。また、前記コンテナの外部の少なくとも１つの第２ＰＣＭ要素が、前記相変化温度範囲内の温度、または前記相変化温度範囲より高い温度に温度調節される。

例えば、予冷温度は、温度調節の有利な構成にとって重要である。ＰＣＭ要素の有利な構成のために、ＰＣＭ要素の個数、寸法、配置、ならびに各ＰＣＭ要素における相変化材料の質量等のパラメータが考慮され得る。

好適には、各温度に温度調節されたＰＣＭ要素の個数、および／または寸法、および／または配置、および／またはＰＣＭ要素の相変化材料の質量が、各温度に温度調節された前記ＰＣＭ要素が前記コンテナに配置されるステップの後に、前記コンテナの内部温度が前記目標範囲内の値に到達するように選択される。

温度調節されたＰＣＭ要素は、各固体ＰＣＭ要素が少なくとも１つの液体ＰＣＭ要素に接触するような態様でコンテナに配置され得る。このようにすると、ＰＣＭ要素間の特に迅速で有利な温度均等化が実現され得る。所望のコンテナ内部温度に、非常に短時間で、好適には数分で到達する。しかしながら、原理的には、ＰＣＭ要素を所望に応じて互いに接触させずにコンテナに配置することも可能である。

また、前述の課題は、請求項２に記載の方法によっても解決される。好適な実施形態および更なる開発は、関連する従属請求項の対象である。

本発明による方法は、コンテナ内部温度が目標範囲内にある輸送コンテナシステムを準備するように利用される。前記輸送コンテナシステムは、輸送される物用の受容スペースを有する断熱された閉鎖可能なコンテナを有する。前記コンテナの前記受容スペース内の温度が、前記コンテナ内部温度である。前記輸送コンテナシステムは、前記コンテナから取り出し可能であるとともに前記コンテナに挿入可能である少なくとも２つのＰＣＭ要素を有し、全てのＰＣＭ要素は、同一の相変化材料を有する。

本発明による方法において、少なくとも１つの第１ＰＣＭ要素が、前記コンテナの外部で、相変化温度範囲より低い温度に温度調節される、具体的には予冷される。少なくとも１つの第２ＰＣＭ要素が、前記コンテナの外部で、前記相変化温度範囲内の温度、または前記相変化温度範囲より高い温度に温度調節される、具体的には予冷される。このような態様で温度調節された前記ＰＣＭ要素が、前記コンテナに配置される。前記温度調節ステップおよび前記ＰＣＭ要素が、前記ＰＣＭ要素が前記コンテナに配置された後に、前記コンテナ内部温度が前記目標範囲内の値に到達するように構成および／または調整される。

本発明による当該第２の方法について、本発明による第１の方法について説明した利点と同じ利点が得られる。本発明による第２の方法について、本発明による第１の方法の好適な形態が適用され得る。

好適には、少なくとも１つの第１ＰＣＭ要素の相変化材料は、相変化温度範囲より低い温度に温度調節した後、完全に固体状態の集合として存在する。好適には、少なくとも１つの第２ＰＣＭ要素の相変化材料は、相変化温度範囲内の温度、または相変化温度範囲より高い温度に温度調節した後、完全に液体状態の集合として存在する。

しかしながら、本発明による方法は、前記温度調節後に、少なくとも１つの第１ＰＣＭ要素の相変化材料および少なくとも１つの第２ＰＣＭ要素の相変化材料がゲル状であり、混合状態（部分的に固体、部部的に液体）で存在する場合も含む。

以下に記載の好適な実施形態は、本発明による両方法に適用され得る。

少なくとも１つの第１ＰＣＭ要素が、相変化温度範囲より少なくとも１０Ｋ低い温度（および／または相変化温度範囲の下限）に温度調節される、および／または少なくとも１つのＰＣＭ要素が、相変化温度範囲より少なくとも１Ｋ高い温度（および／または相変化温度範囲の上限）に温度調節される場合、特に有利である。少なくとも１つのＰＣＭ要素を相変化温度範囲より少なくとも１０Ｋ低い温度に温度調節することは、事前調整中に最大で２Ｋの温度変動があっても、ＰＣＭ要素の性能に悪影響がないということを意味する。ＰＣＭ要素は、事前調整中の温度変動に関係なく、完全に固相で存在する。

更に、少なくとも１つの第１ＰＣＭ要素を、約２℃乃至約８℃の内部温度を有する低温室において、または−１０℃以下の内部温度、好適には約−２５℃の内部温度を有する極低温室において温度調節することが好適である。約５℃の内部温度、すなわち約２℃乃至約８℃の範囲の内部温度を有する低温室、および約−２５℃の内部温度を有する極低温室は、一般的で広く使用されている予冷室として使用されている。このため、前述の低温室は、ＰＣＭ要素を事前に温度調節するための標準的なインフラとして見なされるべきである。したがって、上述の温度まで、簡単に且つ費用効果高く予冷することができる。

１つのＰＣＭ要素を、相変化温度範囲および／または相変化材料の相変化温度より１０Ｋ乃至２０Ｋ、好適には１０Ｋ乃至１５Ｋ低い温度範囲に予熱する、および他の全てのＰＣＭ要素（および／または少なくとも１つの他のＰＣＭ要素）を、相変化温度範囲および／または相変化材料の相変化温度より１Ｋ乃至１０Ｋ、好適には１Ｋ乃至５Ｋ高い温度に予熱することが特に有利である。

例えば、１７．８℃の相変化温度を有する相変化材料が、１８℃の所望コンテナ内部温度に対して使用され得る。そして、少なくとも１つの第１ＰＣＭ要素が、５℃の温度に事前に温度調節され得るとともに、少なくとも１つの他のＰＣＭ要素が、１９℃に事前に温度調節される。温度調節されたＰＣＭ要素をコンテナに配置した後、１８℃の所望コンテナ内部温度に、コンテナ内部において短時間で達する。閉鎖した輸送コンテナシステムにおいて、コンテナの内部温度は、１５℃乃至２５℃の温度範囲（目標範囲）内に長時間、すなわち、少なくとも１００時間維持され得る。上述の時間範囲は、４℃乃至３０℃の周囲温度におけるものである。

許容温度範囲が２℃乃至８℃である、５℃の所望コンテナ内部温度に対して、少なくとも１つのＰＣＭ要素が−２５℃に事前に温度調節され得るとともに、少なくとも１つのＰＣＭ要素が２０．５℃に事前に温度調節され得る。閉鎖した輸送コンテナシステムにおいて、許容温度範囲は、少なくとも１６５時間維持され得る。

また、製品を−２０℃未満の温度で輸送しなければならない多数の利用例がある。このような要求に対しては、−２６℃の相変化温度を有する相変化材料からなるＰＣＭ要素が使用され得る。全てのＰＣＭ要素を−３５℃まで予冷してもよい。周囲温度が２９．５℃であれば、コンテナの内部温度は、少なくとも９２時間、−２０℃未満に維持され得る。

特に有利な実施形態において、全ての第１ＰＣＭ要素および／または相変化温度範囲より低い温度に温度調節された全ての第１ＰＣＭ要素は、前記コンテナに配置された全相変化材料の５乃至８５％、好適には５乃至３５％の質量分率を合計で有する。本文脈において有利とは、輸送コンテナシステム内の事前に温度調節されたＰＣＭ要素によって、コンテナ内部温度が長時間に亘って目標範囲内に維持され得るということを意味する。同時に、相変化温度範囲より低く事前に温度調節された相変化材料の質量分率が低いということは、温度調節されたＰＣＭ要素がコンテナに配置された後、所望のコンテナ内部温度に短時間で到達することを意味する。

好適には、コンテナは、底部と、カバーと、蓋と、を有する。

第１代替例によれば、少なくとも１つのＰＣＭ要素が、前記コンテナの外部で、当該ＰＣＭ要素の前記相変化材料が完全に固体または完全に液体状態の集合となるように温度調節され、次いで前記底部または蓋に配置される。少なくとも１つの別のＰＣＭ要素が、前記コンテナの外部で、当該別の第１ＰＣＭ要素の前記相変化材料が完全に固体または完全に液体状態の集合で存在するように温度調節され、次いで前記蓋または底部に配置される。選択的に、少なくとも１つの別のＰＣＭ要素、好適には４つの別のＰＣＭ要素が、前記コンテナの外部で、前記各第２ＰＣＭ要素の前記相変化材料が完全に固体または完全に液体状態の集合で存在するように温度調節され、次いで前記カバーに配置される。このようにして、ＰＣＭ要素間の有利な温度均等化が達成される。

第２代替例によれば、ＰＣＭ要素が、前記コンテナの外部で、相変化温度範囲より低い温度、前記相変化温度範囲内の温度、または前記相変化温度範囲より高い温度に温度調節され、次いで前記底部または蓋に配置される。別のＰＣＭ要素が、前記コンテナの外部で、前記相変化温度範囲より低い温度、前記相変化温度範囲内の温度、または前記相変化温度範囲より高い温度に温度調節され、次いで前記蓋または底部に配置される。選択的に、少なくとも１つの別のＰＣＭ要素、好適には４つの別のＰＣＭ要素が、前記コンテナの外部で、前記相変化温度範囲より低い温度、前記相変化温度範囲内の温度、または前記相変化温度範囲より高い温度に温度調節され、次いで前記カバーに配置される。

両代替例において、ＰＣＭ要素の温度調節および配置は、周囲温度に応じて選択され得る。

特に好適な設計において、６つのＰＣＭ要素が準備され、各ＰＣＭ要素は断熱要素の内面に配置され、好適には断熱要素を完全に覆う。例えば、後で底部および蓋に配置されるＰＣＭ要素は、相変化温度範囲より低い温度に温度調節され、後でカバーに配置される残りのＰＣＭ要素は、相変化温度範囲内の温度、または相変化温度範囲より高い温度に温度調節される。好適には、コンテナは矩形の形状である。６つのＰＣＭ要素を付帯したこの特殊な矩形の構成は、相変化温度範囲より低い温度に温度調節された各ＰＣＭ要素が、相変化温度範囲内の温度、または相変化温度範囲より高い温度に温度調節された全てのＰＣＭ要素に接触するということを意味する。このようにして、ＰＣＭ要素間の良好な熱交換が達成される。

輸送コンテナシステム内にＰＣＭ要素から構成されるコンテナを形成することにより、コンテナ内における温度分布がより均一になる、および／またはＰＣＭ要素により規定される容積内に配置された輸送される製品が良好に遮蔽および／または隔離される。同時に、所望のコンテナ内部温度に短時間で到達する。また、コンテナ内部温度が、長時間に亘って目標範囲内に維持され得る。

原理的には、輸送コンテナシステムのコンテナは、任意の形状を有し得る。例えば、コンテナは、直方体、または円筒形の形状を有し得る。基本的に、コンテナの他の幾何学的形状も可能である。

本発明によれば、輸送される物が前記コンテナの前記受容スペースに配置され、次いで、前記コンテナが閉鎖されることが想定され得る。ＰＣＭ要素は、コンテナに配置された後、それぞれ断熱要素の少なくとも１つの内面と接触しており、輸送される物が配置された輸送容積を包囲することが有利である。その後、コンテナは閉鎖される。この時、各ＰＣＭ要素は１つの断熱要素に割り当てられるとともに、好適には断熱要素の割り当てられた内面の寸法に一致する所定の寸法を有する。１つのＰＣＭ要素が正確に各内面に割り当てられる場合、特に有利である。この場合、ＰＣＭ要素は、輸送される物を収容する共通の内側容積を形成する。しかしながら、複数のＰＣＭ要素を、断熱要素の単数又は複数の内面に割り当てることも可能である。

断熱要素は、コンテナの内面に配置されるとともに、これらに接している。コンテナの内面は、断熱要素で完全に覆われる。好適には、断熱要素は、個別に取り出し可能および／または交換可能である。しかしながら、断熱要素は一体的にしか取り出せない、および／または交換できない場合もある。

また、上述の課題は、請求項１４に記載の輸送コンテナシステムによっても解決される。

本発明による輸送コンテナシステムは、温度の影響を受けやすい物をコンテナ内部温度の目標範囲内において輸送する役割を果たす。前記輸送コンテナシステムは、輸送される前記物用の受容スペースを有する断熱された閉鎖可能なコンテナを備える。前記コンテナの前記受容スペース内の温度が、前記コンテナ内部温度である。前記輸送コンテナシステムは、前記コンテナから取り出し可能であるとともに前記コンテナに挿入可能である少なくとも２つのＰＣＭ要素を有する。全てのＰＣＭ要素は、同一の相変化材料を有する。少なくとも１つの第１ＰＣＭ要素の前記相変化材料は、前記コンテナへの挿入時に完全に固体状態の集合で存在する。少なくとも１つの第２ＰＣＭ要素の前記相変化材料は、前記コンテナへの挿入時に完全に液体状態の集合で存在する。

また、上述の課題は、請求項１５に記載の輸送コンテナシステムによっても解決される。

本発明による輸送コンテナシステムは、温度の影響を受けやすい物をコンテナ内部温度の目標範囲内において輸送する役割を果たす。前記輸送コンテナシステムは、輸送される前記物用の受容スペースを有する断熱された閉鎖可能なコンテナを備える。前記コンテナの前記受容スペース内の温度が、前記コンテナ内部温度である。前記輸送コンテナシステムは、前記コンテナから取り出し可能であるとともに前記コンテナに挿入可能である少なくとも２つのＰＣＭ要素を有する。全てのＰＣＭ要素は、同一の相変化材料を有する。少なくとも１つの第１ＰＣＭ要素の前記相変化材料は、前記コンテナへの挿入時に、相変化温度範囲より低い温度を有するとともに、少なくとも１つの第２ＰＣＭ要素の前記相変化材料は、前記コンテナへの挿入時に、前記相変化温度範囲内の温度、または前記相変化温度範囲より高い温度を有する。

いずれの輸送コンテナシステムの好適な実施形態および更なる開発は、関連する従属請求項の対象である。

いずれの輸送コンテナシステムでも、コンテナ内部温度が、長時間に亘って目標範囲内に維持され得る。

好適には、ＰＣＭ要素の相変化材料は、相変化材料が固体から液体状態の集合に、および／またはその逆に変化する相変化温度範囲を有する。この相変化温度範囲は、好適には０℃の温度を含まない。本例において、水は相変化材料として適していない。

有利には、少なくとも１つの第１ＰＣＭ要素は、コンテナへの挿入時に、相変化温度範囲より低い温度、具体的には、相変化温度範囲より少なくとも１０Ｋ低い温度を有する、および／または少なくとも１つの第２ＰＣＭ要素は、コンテナへの挿入時に、相変化温度範囲内の温度、または相変化温度範囲より高い温度、具体的には、相変化温度範囲より少なくとも１Ｋ高い温度を有する。１８℃の所望コンテナ内部温度および／または目標温度の場合、少なくとも１つのＰＣＭ要素が５℃の温度に事前に温度調節され得るとともに、少なくとも１つのＰＣＭ要素が１９℃の温度に事前に温度調節され得る。例えば５℃の目標温度の場合、少なくとも１つのＰＣＭ要素が−２５℃の温度に事前に温度調節され得るとともに、少なくとも１つのＰＣＭ要素が２０℃の温度に事前に温度調節され得る。

更に、全ての第１ＰＣＭ要素の前記相変化材料が、前記コンテナに配置された全相変化材料の５乃至８５％、特に好適には５乃至３５％の質量分率を合計で有する場合、有利である。

特に有利な設計において、前記ＰＣＭ要素は、固定化相変化材料および／または発泡体、好適にはゲル状相変化材料および／または発泡体を含む。本発明の文脈における「固定化」とは、相変化材料がその液相においてさえも高い粘度を有することを意味する。相変化材料をゲル状に形成することにより、ＰＣＭ要素の漏出があった場合でも、相変化材料の漏出を低減または完全に防止できるという利点が提供される。したがって、欠陥のあるＰＣＭ要素の機能が少なくとも部分的に維持され得る。同時に、輸送される材料が、漏出した相変化材料と接触することを防止できる場合がある。

前記相変化材料が、相変化中に核を生成するための核剤を含む場合、更に有利である。液相から固相に相変化する間に、相変化材料は結晶化する。結晶成長の開始点としての役割を果たす核剤（核形成剤、核化剤、造核剤）は、核形成に寄与する。したがって、相変化材料の結晶形成、ひいては結晶化が促進される。

好適には、前記コンテナは、底部と、カバーと、蓋と、を有する。少なくとも１つの第１ＰＣＭ要素および／または少なくとも１つの第２ＰＣＭ要素が、前記底部に配置される。第１ＰＣＭ要素のうちの少なくとも１つ、および／または第２ＰＣＭ要素のうちの少なくとも１つが、前記蓋に配置される。選択的に、第１ＰＣＭ要素のうちの少なくとも１つ、および／または第２ＰＣＭ要素のうちの少なくとも１つが、前記カバーに配置される。

前記第１ＰＣＭ要素のうちの少なくとも１つ、すなわち、コンテナへの挿入時にその相変化材料が完全に固体状態の集合である少なくとも１つのＰＣＭ要素が、底部に配置されることは特に好適である。このような少なくとも１つのＰＣＭ要素は、蓋にも配置される（完全に固体状態の集合）。前記第２ＰＣＭ要素のうち少なくとも１つ、すなわち、コンテナへの挿入時にその相変化材料が完全に液体状態の集合である少なくとも１つのＰＣＭ要素が前記カバーに配置される。

好適には、断熱要素は、コンテナに配置される。好適には、断熱要素は、真空断熱パネルとして設計される。好適には、真空断熱パネルはコンテナの内面に配置される。真空断熱パネルは、原理的には古くから知られているが、製造技術および材料の点で常に更新されている。真空断熱パネルについては、本願の出願人に遡るＤＥ １００ ５８ ５６６Ｃ２およびＥＰ ３ ０１８ ３９８ Ａ１を参照されたい。このような真空断熱パネルは、現在のところ最も効率的な断熱要素である。

特に好適な実施形態において、それぞれが断熱要素の一つの内面に配置される正確に６つのＰＣＭ要素であって、好適には断熱要素を完全に覆うＰＣＭ要素が準備される。好適には、コンテナは矩形の形状である。

本発明の前述の実施形態は、必要に応じて互いに組み合わせることができる。本発明の開示内容は、選択された段落フォーマットにより与えられる本発明の特徴の組み合わせに限定されない。

本発明の更なる特徴が、図面および図面事態に基づく本発明の実施の２つの例についての以下の説明から生じる。説明および／または図示された特徴は、請求項におけるその要約または遡及的関係とは無関係に、単独でまたは任意の組み合わせにおいて本発明の主題を形成する。

本発明を、２つの好適な設計例によって以下に詳細に説明する。

本発明による輸送コンテナシステムの実施形態の第１例の概略分解図。 本発明による輸送コンテナシステムの実施形態の第２例の概略正面図。

図１は、輸送コンテナシステム１の第１例の概略分解図である。輸送コンテナシステム１は、温度の影響を受けやすい物品をコンテナ内部温度の目標範囲内において輸送する役割を果たす。輸送コンテナシステム１は、輸送される物用の受容スペースを持つ断熱された閉鎖可能なコンテナ２を有している。真空断熱パネルとして設計された６つの断熱要素３が、コンテナ２に配置されている。コンテナ２の内部の温度が、コンテナの温度である。

実施形態の図示された好適な例において、輸送コンテナシステム１は、コンテナ２から取り出し可能であるとともに、コンテナ２に挿入可能である６つのＰＣＭ要素４を有している。全てのＰＣＭ要素４は、特定の相変化温度範囲を持つ同一の相変化材料を有している。全てのＰＣＭ要素４は、同一寸法であり、同一質量の相変化材料を含んでいる。

実施形態の図示された好適な例において、コンテナ２は、底部５と、カバー６と、蓋７と、を有している。コンテナ２は、直方体として設計されている。したがって、カバー６は、互いに垂直に立ち上がる４つの側壁を有している。他のコンテナ形状、例えば円筒形や立方体も知られていることが、概要説明部において既に指摘されている。

図１に示す実施形態の例において、断熱要素３は、コンテナ２内においてその内面の壁側に配置される。断熱要素３は、コンテナ２から取り出し可能であるとともに、コンテナ２に挿入可能である。各断熱要素３は、コンテナ２の割り当てられた内面に一致する所定の寸法を有している。断熱要素３は、コンテナ２の受容スペースを良好に断熱する。

図１において、使用される６つの断熱要素３のうちの合計５つが見えている。４つのカバー側部の内面のそれぞれに断熱要素３が割り当てられ、蓋７および底部５の各内面に断熱要素３が割り当てられている。断熱要素３は、輸送コンテナシステム１から個別に取り出し可能であるとともに、輸送コンテナシステム１に個別に挿入可能である。断熱要素３が損傷した場合、欠陥のある断熱要素３のみを交換することができる。しかしながら、概要説明欄において、底部５の内面とカバー６の内面の両方を完全に覆う断熱要素３が１つのみ存在し得ることが既に指摘されている。したがって、２つの断熱要素３のみが設けられ得る。この場合、第２断熱要素３は蓋７の内面に配置される。

図１に示す実施形態の例において、輸送コンテナシステム１内の６つのＰＣＭ要素４は、断熱要素の内面の壁側に配置されている。各ＰＣＭ要素４は、コンテナ２から取り出し可能であるとともに、コンテナ２に挿入可能である。各ＰＣＭ要素４は、断熱要素３の割り当てられた内面に一致する所定の寸法を有している。

一実施形態の図示された好適な例において、２つのＰＣＭ要素４、すなわち、底部５に配置されるもの、および蓋７に配置されるものは、コンテナ２への挿入時に、相変化温度範囲より低い温度、好適には相変化温度範囲より１３Ｋ低い温度を有する。この時、これら２つのＰＣＭ要素４の相変化材料は、完全に固体状態の集合である。４つのＰＣＭ要素４、すなわち、カバー６に配置されるものは、コンテナ２への挿入時に、相変化温度範囲より高い温度、好適には相変化温度範囲より１Ｋ乃至４Ｋ高い温度を有する。この時、これら４つのＰＣＭ要素４の相変化材料は、完全に液体状態の集合である。

一実施形態の図示された好適な例において、コンテナ２への挿入時に完全に固体状態の集合であるＰＣＭ要素４の相変化材料は、コンテナ２に存在する全相変化材料の１／３の質量分率を構成している。

図１に示す輸送コンテナシステムに基づいて、本発明による手順の好適な実施形態を以下に説明する。ＰＣＭ要素の相変化温度は、好適には１７．８℃である。

最初に、コンテナ２の外側の２つのＰＣＭ要素４を、相変化温度より低い温度、好適には−５℃に温度調節する。この目的のために、内部温度がおよそ２℃乃至およそ８℃の低温室を使用する。４つのＰＣＭ要素を、コンテナ２の外部で、相変化温度より高い温度、好適には１９℃より高い温度に温度調節する。次いで、温度調節されたＰＣＭ要素４を、コンテナ２の内部に配置する。相変化温度より高い温度に温度調節されたＰＣＭ要素４を、底部５に配置する。相変化温度より高い温度に温度調節された第２ＰＣＭ要素４を、蓋７に配置する。残りの４つのＰＣＭ要素４、すなわち、相変化温度より高い温度に温度調節されたＰＣＭ要素４を、カバー６に配置する。最後に、輸送される物品をコンテナ２の受容スペースに配置し、コンテナ２を閉鎖する。

相変化温度より低く選択された温度、および相変化温度より高く選択された温度、ならびにＰＣＭ要素の事前に温度調節された寸法および配置により、コンテナ２の内部温度は、目標範囲内の値に到達する。

図２は、輸送コンテナシステム１の実施形態の第２例の概略正面図である。輸送コンテナシステム１は、温度の影響を受けやすい物品をコンテナ内部温度の目標範囲内において輸送する役割を果たす。輸送コンテナシステム１は、輸送される物用の受容スペースを持つ断熱された閉鎖可能なコンテナ２を有している。真空断熱パネルとして設計された複数の断熱要素３が、コンテナ２に配置されている。コンテナ２の内部の温度は、コンテナの内部の温度と同一である。

図２による輸送コンテナシステム１は、コンテナ２から取り出し可能であるとともにコンテナ２に挿入可能である複数のＰＣＭ要素４、すなわち５２のＰＣＭ要素４を有している。ＰＣＭ要素４の個数は、３６乃至７６であれば一般に好適である。全てのＰＣＭ要素４は、特定の相変化温度を持つ同一の相変化材料を有している。全てのＰＣＭ要素４は、同一寸法であり、同一質量の相変化材料を含んでいる。

図２に示す輸送コンテナシステム１は、底部５と、カバー６と、カバー６にしっかりと接続された蓋７と、を有している。カバー６はドア８を有している。断熱要素３は、輸送コンテナシステム１の内面に配置されている。断熱要素３の各内面には、ＰＣＭ要素４が配置可能なスライド・イン・ガイド９が設けられ得る。スライド・イン・ガイド９は、ＰＣＭ要素４を挿入しやすく、および／または取り出しやすくするように、伸張自在に設計され得る。図２に示す輸送コンテナシステム１は、同一の温度範囲内で輸送されるべき大型の被輸送製品、或いは大量の小型の被輸送製品に特に適している。

図２に示す実施形態の好適な例において、４３個のＰＣＭ要素４は、コンテナ２に挿入される際に相変化温度より低い温度、好適にはおよそ−２５℃の温度を有する。９個のＰＣＭ要素４は、コンテナ２に挿入される際に相変化温度より高い温度、好適にはおよそ２０．５℃の温度を有する。

一実施形態の図示された好適な例において、コンテナ２への挿入時に完全に固体状態の集合であるＰＣＭ要素４の相変化材料は、コンテナ２に存在する全相変化材料の４３／５２の質量分率を構成している。

１ 輸送コンテナシステム
２ １のコンテナ
３ ２の断熱要素
４ １のＰＣＭ要素
５ ２の底部
６ ２のカバー
７ ２の蓋
８ ６のドア
９ スライド・イン・ガイド

Claims (22)

1. 目標範囲内のコンテナ内部温度を有する輸送コンテナシステム（１）を準備する方法であって、
   ‐前記輸送コンテナシステム（１）は、被輸送物用の受容スペースを有する断熱された閉鎖可能なコンテナ（２）を備え、
   ‐前記コンテナ（２）の前記受容スペース内の温度が、前記コンテナ内部温度であり、
   ‐前記輸送コンテナシステム（１）は、前記コンテナ（２）から取り出し可能であるとともに前記コンテナ（２）に挿入可能である少なくとも２つのＰＣＭ要素（４）を有し、
   ‐全てのＰＣＭ要素（４）は、同一の相変化材料を有する、
   方法において、
   前記方法は、
   ‐少なくとも１つの第１ＰＣＭ要素（４）が、前記コンテナ（２）の外部で、当該第１ＰＣＭ要素（４）の前記相変化材料が完全に固体状態の集合となるように温度調節されるとともに、少なくとも１つの第２ＰＣＭ要素（４）が、前記コンテナ（２）の外部で、当該第２ＰＣＭ要素（４）の前記相変化材料が完全に液体状態の集合となるように温度調節されるステップと、
   ‐このように温度調節された前記ＰＣＭ要素（４）が、前記コンテナ（２）に配置されるステップと、
   ‐前記ＰＣＭ要素（４）が前記コンテナ（２）に配置された後に、前記コンテナ内部温度が前記目標範囲内の値に到達するように、前記温度調節ステップおよび前記ＰＣＭ要素（４）が構成されるステップと、
   を備える方法。
2. 目標範囲内のコンテナ内部温度を有する輸送コンテナシステム（１）を準備する方法であって、
   ‐前記輸送コンテナシステム（１）は、被輸送物用の受容スペースを有する断熱された閉鎖可能なコンテナ（２）を備え、
   ‐前記コンテナ（２）の前記受容スペース内の温度が、前記コンテナ内部温度であり、
   ‐前記輸送コンテナシステム（１）は、前記コンテナ（２）から取り出し可能であるとともに前記コンテナ（２）に挿入可能である少なくとも２つのＰＣＭ要素（４）を有し、
   ‐全てのＰＣＭ要素（４）は、同一の相変化材料を有する、
   方法において、
   前記方法は、
   ‐少なくとも１つの第１ＰＣＭ要素（４）が、前記コンテナ（２）の外部で、相変化温度範囲より低い温度に温度調節されるとともに、少なくとも１つの第２ＰＣＭ要素（４）が、前記コンテナ（２）の外部で、前記相変化温度範囲内の温度、または前記相変化温度範囲より高い温度に温度調節されるステップと、
   ‐このように温度調節された前記ＰＣＭ要素（４）が、前記コンテナ（２）に配置されるステップと、
   ‐前記ＰＣＭ要素（４）が前記コンテナ（２）に配置された後に、前記コンテナ内部温度が前記目標範囲内の値に到達するように、前記調節ステップおよび前記ＰＣＭ要素（４）が構成されるステップと、
   を備える方法。
3. 適宜温度調節された前記ＰＣＭ要素（４）を前記コンテナ（２）に配置した後に、前記コンテナ内部温度が前記目標範囲内の値に到達するよう、前記ＰＣＭ要素（４）の個数は選択される、
   請求項１または２に記載の方法。
4. 適宜温度調節された前記ＰＣＭ要素（４）を前記コンテナ（２）に配置した後に、前記コンテナ内部温度が前記目標範囲内の値に到達するよう、前記ＰＣＭ要素（４）の寸法が、選択される、
   請求項１乃至３のいずれか一項に記載の方法。
5. 適宜温度調節された前記ＰＣＭ要素（４）が前記コンテナ（２）に配置されるステップの後に、前記コンテナ内部温度が前記目標範囲内の値に到達するよう、前記ＰＣＭ要素（４）の配置が選択される、
   請求項１乃至４のいずれか一項に記載の方法。
6. 適宜温度調節された前記ＰＣＭ要素（４）が前記コンテナ（２）に配置されるステップの後に、前記コンテナ内部温度が前記目標範囲内の値に到達するよう、前記ＰＣＭ要素（４）の前記相変化材料の質量が選択される、
   請求項１乃至５のいずれか一項に記載の方法。
7. 前記少なくとも１つの第１ＰＣＭ要素（４）は、約２℃乃至約８℃の内部温度を有する低温室において、または−１０℃以下の内部温度、好適には約−２５℃の内部温度を有する極低温室において温度調節される、
   請求項１乃至６のいずれか一項に記載の方法。
8. 全ての第１ＰＣＭ要素（４）は、前記コンテナに配置された全相変化材料の５乃至８５％、好適には５乃至３５％の質量分率を合計で有する、
   請求項１乃至７のいずれか一項に記載の方法。
9. 被輸送物が前記コンテナ（２）の前記受容スペースに配置され、前記コンテナ（２）は閉鎖される、
   請求項１乃至８のいずれか一項に記載の方法。
10. 前記コンテナ（２）は、底部（５）、カバー（６）及び蓋（７）を有し、
    ＰＣＭ要素（４）が、
    ‐前記コンテナ（２）の外部で、当該第１ＰＣＭ要素（４）の前記相変化材料が完全に固体または完全に液体状態の集合となるように温度調節され、
    ‐次いで前記底部（５）または蓋（７）に配置され、
    別のＰＣＭ要素（４）が、
    ‐前記コンテナ（２）の外部で、当該別のＰＣＭ要素（４）の前記相変化材料が完全に固体状態または完全に液体状態の集合となるように温度調節され、
    ‐次いで前記蓋（７）または底部（５）に配置される、
    請求項１乃至９のいずれか一項に記載の方法。
11. 少なくとも１つの別のＰＣＭ要素（４）、好適には４つの別のＰＣＭ要素（４）が、
    ‐前記コンテナ（２）の外部で、前記各第２ＰＣＭ要素（４）の前記相変化材料が完全に固体状態または完全に液体状態の集合となるように温度調節され、
    ‐次いで前記カバー（６）に配置される、
    請求項１０に記載の方法。
12. 前記コンテナ（２）は、底部（５）、カバー（６）及び蓋（７）を有し、
    ＰＣＭ要素（４）が、
    ‐前記コンテナ（２）の外部で、相変化温度範囲より低い温度、前記相変化温度範囲内の温度、または前記相変化温度範囲より高い温度に温度調節され、
    ‐次いで前記底部（５）または蓋（７）に配置され、
    別のＰＣＭ要素（４）が、
    ‐前記コンテナ（２）の外部で、前記相変化温度範囲より低い温度、前記相変化温度範囲内の温度、または前記相変化温度範囲より高い温度に温度調節され、
    ‐次いで前記蓋（７）または底部（５）に配置される、
    請求項１乃至９のいずれか一項に記載の方法。
13. 少なくとも１つの別のＰＣＭ要素（４）、好適には４つの別のＰＣＭ要素（４）が、
    ‐前記コンテナ（２）の外部で、前記相変化温度範囲より低い温度、前記相変化温度範囲内の温度、または前記相変化温度範囲より高い温度に温度調節され、
    ‐次いで前記カバー（６）に配置される、
    請求項１２に記載の方法。
14. 温度の影響を受けやすい物をコンテナ内部温度の目標範囲内において輸送するための輸送コンテナシステムであって、
    ‐前記輸送コンテナシステム（１）は、前記被輸送物用の受容スペースを有する断熱された閉鎖可能なコンテナ（２）を備え、
    ‐前記輸送コンテナシステムは、前記コンテナ（２）から取り出し可能であるとともに前記コンテナ（２）に挿入可能である少なくとも２つのＰＣＭ要素（４）を有し、
    ‐全てのＰＣＭ要素（４）は、同一の相変化材料を有し、
    ‐少なくとも１つの第１ＰＣＭ要素（４）の前記相変化材料は、前記コンテナ（２）への挿入時に完全に固体状態の集合であり、少なくとも１つの第２ＰＣＭ要素（４）の前記相変化材料は、前記コンテナ（２）への挿入時に完全に液体状態の集合である、
    輸送コンテナシステム。
15. 温度の影響を受けやすい物をコンテナ内部温度の目標範囲内において輸送するための輸送コンテナシステムであって、
    ‐前記輸送コンテナシステム（１）は、前記被輸送物用の受容スペースを有する断熱された閉鎖可能なコンテナ（２）を備え、
    ‐前記輸送コンテナシステムは、前記コンテナ（２）から取り出し可能であるとともに前記コンテナ（２）に挿入可能である少なくとも２つのＰＣＭ要素（４）を有し、
    ‐全てのＰＣＭ要素（４）は、同一の相変化材料を有し、
    ‐少なくとも１つの第１ＰＣＭ要素（４）の前記相変化材料は、前記コンテナ（２）への挿入時に、相変化温度範囲より低い温度を有するとともに、少なくとも１つの第２ＰＣＭ要素（４）の前記相変化材料は、前記コンテナ（２）への挿入時に、前記相変化温度範囲内の温度、または前記相変化温度範囲より高い温度を有する、
    輸送コンテナシステム。
16. 全ての第１ＰＣＭ要素（４）の前記相変化材料は、前記コンテナ（２）に存在する全相変化材料の５乃至８５％、好適には５乃至３５％の質量分率を合計で有する、
    請求項１４または１５に記載の輸送コンテナシステム。
17. 前記ＰＣＭ要素（４）は、固定化相変化材料および／または発泡体、好適にはゲル状相変化材料および／または発泡体を含む、
    請求項１４乃至１６のいずれか一項に記載の輸送コンテナシステム。
18. 前記相変化材料は、相変化中に核を生成するための核剤を含む、
    請求項１４乃至１７の一項に記載の輸送コンテナシステム。
19. 断熱要素（３）、好適には真空断熱パネルとして設計された断熱要素（３）が、断熱のために前記コンテナ（２）に配置される、
    請求項１４乃至１８のいずれか一項に記載の輸送コンテナシステム。
20. ‐前記コンテナ（２）は、底部（５）、カバー（６）及び蓋（７）を有し、
    ‐少なくとも１つの第１ＰＣＭ要素（４）および／または少なくとも１つの第２ＰＣＭ要素（４）が、前記底部（５）に配置され、
    ‐少なくとも１つの第１ＰＣＭ要素（４）および／または少なくとも１つの第２ＰＣＭ要素（４）が、前記蓋（６）に配置される、
    請求項１４乃至１９のいずれか一項に記載の輸送コンテナシステム。
21. 少なくとも１つの第１ＰＣＭ要素（４）および／または少なくとも１つの第２ＰＣＭ要素（４）が、前記蓋（７）に配置される、
    請求項２０に記載の輸送コンテナシステム。
22. ‐前記第１ＰＣＭ要素（４）のうちの少なくとも１つが前記底部（５）に配置され、
    ‐前記第１ＰＣＭ要素（４）のうちの少なくとも１つが前記蓋（６）に配置され、
    ‐前記第２ＰＣＭ要素（４）のうちの少なくとも１つが前記カバー（７）に配置される、
    請求項２０または２１に記載の輸送コンテナシステム。

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