JP2022118050A - 内部に保管された物品の保存のために輸送可能なコンテナ内の原位置で二酸化炭素スノーブロックを生成するための、輸送可能なコンテナ、重填器システム、方法、及びキット - Google Patents

Abstract

【課題】装置内でＣＯ２スノーブロックを現場で生成するための新規のキット、輸送可能な装置、及び方法を提供すること。【解決手段】生体試料等の物品は、ＣＯ２スノーブロックを作成するために採用される、同装置内で保管及び輸送することができる。本装置は、輸送中に試料を保存することが可能である。本発明はまた、充填器及びメッシュ状導管３を含む特別に設計されたＣＯ２スノー充填器システムを含む。充填器システムは、輸送にも使用することができるコンテナ２内で原位置ＣＯ２スノーブロックを作成するために、本発明の方法に従って操作される。【選択図】図１ａ

Description

本発明は、生体検体を含む、様々な物品の保存及び輸送に使用することができるコンテナ内で、ブロック状の二酸化炭素（以下「ＣＯ_２」」と称する）スノーを原位置生成するための固有の装置、充填器システム、方法、及びキットに関する。

医薬品開発は、医薬産業における主要な試みであり続ける。医薬品開発は、新規治療の安全性及び有効性を確立するために治験を必要とする。今日、アメリカ合衆国、一国において、様々な段階における多くの治験が進行中である。各治験は、ある試験的な医薬品の投与をボランティアで行う数百から数千の患者に関与し得る。概して、治験の一部として、生体試料（例えば、組織、尿、血液試料）が、病院、大学、又は医療機関等の臨床現場で、参加者から収集され、次いで、分析のための研究所、又は後の分析のために凍結保管され得る施設に輸送される。

試験的な医薬品の安全性及び有効性を評価するための能力は、治験中の再現可能、かつ信頼性の高い結果を得ることを必要とする。生体試料は、例として、医院と研究室との間の保存及び輸送中に、安定、かつ保存されなければならない。今日、生体試料を保存する一般的な手段は、固体二酸化炭素（即ち、ドライアイス）の存在下で凍結させ、保管することである。

ドライアイスシステムは、試料が取得される臨床現場で、ポリスチレン箱等の断熱箱に、試料及びドライアイスを手動で搭載することを典型的に伴う。断熱箱は、治験を運営し
ている製薬会社又は開発業務受託機関によって、臨床現場に典型的に提供される。断熱箱構成部品は、組み立てた、又は分解した状態で提供され得る。断熱箱の組み立て及びドライアイスの搭載は、労働集約型となる可能性がある。また、臨床現場にドライアイスの十分な供給を維持することに関連付けられた少なからぬコスト及び不都合もあり得る。付加的に、一定時間内に限られるこのようなドライアイスの使用に失敗すると、ドライアイスの冷却効果を失わせることもあり得る。更に、断熱箱は、典型的には再利用できず、廃棄しなくてはならないため、廃棄物が生じる。

他の欠点もまた、従来の断熱箱における試料の輸送に存在する。ドライアイスは、二酸化炭素の蒸気を昇華させることにより、断熱箱の内部を冷却する。多くの断熱箱が、最大４又は５日間の様々な持続時間の間、低温の内部温度を維持することができ、利用できる。内部試料空間は、初期の全ドライアイス搭載時には、ドライアイス温度に一様に近くなり得るが、ドライアイスが昇華すると、大きな温度勾配が内部試料空間内で生じ得、試料品質を潜在的に低下させる。断熱箱は、概して、十分な低温が内部試料空間内で維持されることを確実とするために、急送配送方法を介して出荷される。しかしながら、万一出荷レーンに遅延や混乱が発生すると、試料は、品質が低下する可能性がある。このような出荷中の遅延の結果、付加的なドライアイスを、輸送中に箱に搭載する必要があり得、貨物にコストの増加及び物流の複雑さをもたらす。

従来のドライアイス出荷容器の１つの代替品が、極低温の液体窒素系蒸気容器である。極低温の液体窒素系蒸気容器は、低温窒素を蒸気状態に保持し、液体状での窒素の存在を回避するために、吸収剤を利用する。しかしながら、このような液体窒素系蒸気容器は、欠点に悩まされる。１つの欠点は、容器の準備に時間と労働を伴うことである。具体的には、ユーザは、容器に液体窒素を噴射し、吸収材上の窒素の十分な吸収が生じるまで数時間待って、そのような容器を準備し、出荷前に過剰な液体窒素を静かに移すことも続く。極低温液体窒素の実質的な取り扱いが必要であり、使用に先立って、多くの時間が液体窒素出荷容器の準備に必要である。更に、液体窒素系蒸気容器の使用に関連付けられたコストは、代替のドライアイス容器よりも格段に高い。

これらの欠点を鑑み、保管及び輸送中、コンテナに試料を保存するための改善された方法には満たされていない必要性がある。

一態様において、コンテナ内の原位置でＣＯ_２を充填し、ＣＯ_２スノーブロックを生成するための、二酸化炭素（ＣＯ_２）スノー作製キットは、第１の領域及び第２の領域に画定された内部容積を含むコンテナであって、第１の領域が内側メッシュ状導管容積であり、第２の領域がスノー室であり、その中にＣＯ_２スノーブロックが生成されて保管され、内部容積が、複数のコンテナ壁によって更に囲まれている、コンテナと、メッシュ状導管を受容するように構成された内側メッシュ状導管と、メッシュ状導管の外面を囲み、複数のコンテナ壁によって少なくとも部分的に封入されている、スノー室と、コンテナの開口部内に位置し、内側メッシュ状導管容積に延在するメッシュ状導管であって、ガスは通過させるが、ＣＯ_２スノーブロックはメッシュ状管に対して外側のスノー室内に実質的に残るようにするために十分な多孔質の開口部を備え、メッシュ状導管が、ＣＯ_２オフガスを排気させるための内側通路を更に含み、第１の端部及び第２の端部を備え、第１の端部がコンテナの開口部に配向されている、メッシュ状導管と、コンテナの開口部に沿って、メッシュ状導管の第１の端部に動作可能に、又は一体的に接続されたＣＯ_２スノー充填器であって、ＣＯ_２スノー充填器が、複数のノズルを備える導管ネットワークを備え、複数のノズルが、メッシュ状導管の内側通路にＣＯ_２流体が導入されることを実質的に回避する一方で、ＣＯ_２流体をスノー室内に選択的に方向付けるように構成され、スノー充填器が、メッシュ状導管の内側通路と流体連通する１つ以上の開口部を更に備え、１つ以上の開
口部が、ガスが開口部を通って通気され、コンテナを出ることを可能にするように構成されている、ＣＯ_２スノー充填器と、を備える。

第２の態様において、輸送可能なコンテナ内で二酸化炭素（ＣＯ_２）スノーブロックを原位置生成するための方法は、ＣＯ_２液体を、断熱された輸送可能なコンテナの内部内に位置付けられたメッシュ状導管に動作可能に、又は一体的に接続されたＣＯ_２スノー充填器に供給する工程と、ＣＯ_２液体を、ＣＯ_２スノー充填器の導管ネットワークのノズルに導入する工程と、ＣＯ_２流体を、メッシュ状導管外部のコンテナのスノー室内に選択的に方向付ける工程と、スノー室において原位置でＣＯ_２スノー粒子及びガスを生成する工程と、ＣＯ_２スノー粒子を圧縮して、ブロックのＣＯ_２スノーに沿う中空の通路を特徴とする実質的にブロックのＣＯ_２スノーを形成する工程と、ガスをメッシュ状導管に通過させる工程と、メッシュ状導管の内側通路に沿ってガスを排気する工程と、ＣＯ_２スノー充填器を通じてガスを除去する工程と、を含む。

第３の態様において、コンテナにおけるＣＯ_２スノーブロックの原位置生成のために、現場で二酸化炭素（ＣＯ_２）スノー充填システムを組み立てるための方法は、液体ＣＯ_２源を提供することと、開口部を伴う断熱コンテナを提供することであって、コンテナが、第１の領域及び第２の領域に画定された内部容積を更に備え、第１の領域が、内側メッシュ状導管容積であり、第２の領域が、スノー室である、提供することと、メッシュ状導管を提供することと、液体ＣＯ_２源を受容するための入口開口部と、導管の縁部に沿って分配される複数のノズルとを有する導管ネットワークを備えるＣＯ_２スノー充填器であって、ガスが充填器から排気されるための１つ以上の排気開口部を更に備える、ＣＯ_２スノー充填器を提供することと、ＣＯ_２スノー充填器の下部区分を、メッシュ状導管の上部区分に、動作可能に接続、又は一体的に接合させることと、メッシュ状導管を、コンテナの上部開口部を通じて、内側メッシュ状導管容積に挿入することと、コンテナの上部開口部で、メッシュ状導管の上部をコンテナに固定することと、ＣＯ_２スノー充填器の入口開口部を、ＣＯ_２源に動作可能に接続することと、を含む。

第４の態様において、ＣＯ_２スノーブロックを製造するように適合された二酸化炭素（ＣＯ_２）スノー充填器システムは、メッシュ状導管であって、ＣＯ_２オフガスが開口部を通過して、メッシュ状導管の内側通路に入るには十分であるが、ＣＯ_２スノーブロックからの粒子の内側通路への進入は実質的に遮る多孔質の開口部を備え、かつメッシュ状導管の外部で生成されたＣＯ_２スノーブロックを圧縮するのに十分な剛性を特徴とする、メッシュ状導管と、メッシュ状導管に動作可能に、又は一体的に接続されたＣＯ_２スノー充填器であって、ＣＯ_２スノー充填器が、複数のノズルを伴う導管ネットワークを備え、複数のノズルが、メッシュ状導管の内側通路にＣＯ_２液体が導入されることを実質的に回避する一方で、ＣＯ_２流体をメッシュ状導管の外部に選択的に方向付けるように構成され、スノー充填器が、メッシュ状導管の内側通路と流体連通する１つ以上の排気開口部を更に備え、１つ以上の排気開口部が、ガスが開口部を通って通気されることを可能にするように構成されている、ＣＯ_２スノー充填器と、を備える。

第５の態様において、１つ以上の物品を保管すること、保存すること、及び輸送することのために構成された装置は、円筒形状を有する輸送可能なコンテナであって、コンテナが、第１の領域及び第２の領域に画定された内部容積を備え、第１の領域が、内側製品保管容積であり、第２の領域が、スノー室であり、その中にＣＯ_２スノーが保管され、コンテナが、第１の領域及び第２の領域を少なくとも部分的に囲む複数の断熱容器壁を更に備え、壁が、壁内に位置付けられるゲッタ材を備え、ゲッタ材が真空及び断熱レベルを維持し、ＣＯ_２スノーと好適に対応する、コンテナと、メッシュ状導管によって画定された内側製品保管容積であって、メッシュ状導管が１つ以上の断熱コンテナ壁に、永久的に、又は取り外し可能に貼着されている、内側製品保管容積と、メッシュ状導管の外部を囲むス
ノー室であって、複数の真空断熱コンテナ壁によって部分的に包囲されている、スノー室と、スノー室内部を占めるＣＯ_２スノーと、第１の端部及び第２の端部を備えるメッシュ状導管であって、第１の端部が輸送可能なコンテナの開口部に向かって配向されている、メッシュ状導管と、を備え、スノー室が、発泡体充填材料又は吸収剤の欠如を特徴とする。

第６の態様において、コンテナにおけるＣＯ_２スノーブロックの原位置生成のために、現場で二酸化炭素（ＣＯ_２）スノー充填システムを組み立てるための方法は、ＣＯ_２源を提供することと、開口部を伴う断熱コンテナを提供することであって、コンテナが、第１の領域及び第２の領域に画定された内部容積を更に備え、第１の領域が、内側メッシュ状導管容積であり、第２の領域が、スノー室である、提供することと、断熱コンテナに動作可能に接続され、又は一体的に接続されたメッシュ状導管を提供することと、ＣＯ_２源を受容するための入口開口部と、導管の縁部に沿って分配される複数のノズルとを有する導管ネットワークを備えるＣＯ_２スノー充填器であって、ガスが充填器から排気されるための１つ以上の排気開口部を更に備える、ＣＯ_２スノー充填器を提供することと、ＣＯ_２スノー充填器をコンテナに取り付けることと、コンテナの上部開口部で、メッシュ状導管の上部をＣＯ_２スノー充填器に固定することと、ＣＯ_２スノー充填器の入口開口部を、ＣＯ_２源に動作可能に接続することと、を含む。

出荷容器内にＣＯ_２スノーを充填するためのキットを示す図１ｂの線１ａ－１ａに沿って切り取られた断面図を示す。 図１ａのキット内で使用されるＣＯ_２スノー充填器の上面図を示す。 メッシュ状導管及びＣＯ_２スノー充填器を含む、ＣＯ_２スノー充填システムを示す。 Ｈ形状の導管フローネットワークを有するスノー充填システムを伴う、図３ｂの線３ａ－３ａに沿って切り取られた断面図における代替的なＣＯ_２スノー充填システムを示す。 図３ａのＣＯ_２スノー充填システム内で使用されるスノー充填器の上面図を示す。 断面形状の導管フローネットワークを有するスノー充填システムを伴う、図４ｂの線４ａ－４ａに沿って切り取られた断面図における代替的なＣＯ_２スノー充填システムを示す。 図４ａのＣＯ_２スノー充填システム内で使用されるＣＯ_２スノー充填器の上面図を示す。 通気システム及び液体ＣＯ_２源に組み立てられ、接続された輸送可能なコンテナを有する斜視図における代表的なＣＯ_２充填ステーションを示す。 コンテナ及びコンテナの内部のメッシュ状導管内の物品の輸送中に使用される、輸送可能なコンテナに挿入された機械的な封止部を有する上部カバーの断面図を示す。 標準的な出荷箱内で原位置ＣＯ_２スノーを生成するために使用されるＣＯ_２スノー充填器キットの代替的な設計を示す。 標準的な出荷箱内で原位置ＣＯ_２スノーを生成するために使用されるＣＯ_２スノー充填器キットの代替的な設計を示す。 本発明の方法によって調製されたＣＯ_２スノーブロックを含有する本発明の保管装置と、ＣＯ_２ドライアイスペレットで満たされた標準的な出荷容器との温度プロファイルの比較を示す。 標準的な出荷箱を示す。 本発明の原理に従って、ＣＯ_２源から輸送可能なコンテナに、ＣＯ_２のガス及びＣＯ_２液体を導入するためのプロセスフローを示す。 本発明の方法によって、コンテナに充填されたＣＯ_２スノーブロックを含有する本発明の保管装置のための温度プロファイルを示し、コンテナの壁はおよそ１０ミクロンの真空レベルまで真空断熱される。

記載されるように、一態様において、本発明は、好ましくは自動化される充填システムを使用して、特別に設計された輸送可能なコンテナ内で直接、ＣＯ_２源から原位置ＣＯ_２スノーブロックを生成するためのシステム及び方法を提案する。このように、別個の製造コンテナから輸送可能なコンテナにＣＯ_２スノー又はドライアイスを移動させる必要がなく、それによってＣＯ_２スノー又はドライアイスを極低温出荷容器に搭載するために必要な労力を低減させる。オンデマンドの生成が、ユーザが現場でＣＯ_２スノーブロック又はドライアイスの在庫を維持する必要性をなくす。プロセスの自動化が、操作を簡素化し、それによっていずれのユーザもシステムを利用することが可能になる。本発明は、下記明細書で定義されるようないずれの「物品」と使用され得る一方で、好ましい実施形態において、本発明は生体試料を再現可能に保存するために必要な包装プロトコルの順守を維持するために特に貢献し、それによって試料の劣化を回避し、試料が元の機能状態に復帰して、その目的地到着時に適切な試験を受けられることを可能にする。更に、原位置ＣＯ_２スノーブロックは、従来技術により製造されたＣＯ_２ドライアイスを含有する標準的なドライアイス出荷コンテナと比較して、冷却効果持続時間が延長されたコンテナの必要温度を保持し得る圧縮密度を改善させて好ましくは生成される。延長された冷却効果の持続時間は、輸送中の試料の劣化のリスクを低減させることができ、ユーザがより柔軟となり、本発明の輸送可能なコンテナの準備及び組み立てに関するコスト及び利便性、物品（生体試料等の試料を含む）を取得する時期、利用し得る出荷方法のタイプ、を最適化することを可能にする。

「ＣＯ_２スノー」及び「ドライアイス」という用語は、同一の意味を有し、凝固されたＣＯ_２の粒子を意味するまで本明細書及び全体にわたって互換的に使用され得ることが理解されるはずである。

「ＣＯ_２スノーブロック」又は「ＣＯ_２ブロック」、その両方は、本明細書及び全体にわたって互換的に使用され得、堅く保持された粒子からなるいずれの形状の、実質的にブロック状の形態のＣＯ_２スノー粒子の作成を意味するように意図される。

本明細書で使用される「ＣＯ_２流体」は、液相、気相、蒸気相、超臨界相、又はこれらのいずれの組み合わせを含む、いずれの相を意味する。

本明細書で使用される「ＣＯ_２源」又は「ＣＯ_２液体源」は、限定するものではないが、シリンダ、デュワー、ボトル、及びバルク又はマイクロバルクタンクを含む。

本明細書で使用される「導管」又は「導管フローネットワーク」は、１つ以上の流路を作成し、及び／又は流体の通過を可能にするのに十分な、管、パイプ、ホース、マニホルド、及び任意の他の好適な構造体を意味する。

本明細書で使用される「接続された」又は「動作可能に接続された」は、限定するものではないが、弁及び導管、を含む、従来型の配管及び組み立てとして２つ以上の構成部品の間の直接又は間接接続を意味し、別様に特定されなければ、２つ以上の構成部品の間の流体、機械、化学及び／又は電気的通信を可能にする。

本明細書で使用される「物品」は、限定するものではないが、血液、尿、組織試料、又はそれらの構成成分等の生体試料と、肉、家禽、魚、及び乳製品等の生鮮食料品と、パーソナルケア物品と、化学薬品と、を含む、凍結又は一定の温度未満に維持されていない場
合に、腐敗、劣化、及び／又は構造変更若しくは変性を受け得る、いずれの温度感受性の物品、製品、又は供給物も意味する。

本明細書で使用される「充填」は、外部のＣＯ_２源から外部のＣＯ_２源に動作可能に接続されたコンテナにＣＯ_２流体を導入するプロセスを意味する。

「輸送可能」は、限定するものではないが、航空、地上、又は海上を含む、任意の既知の手段によってユーザの場所から別の目的地へ移動、輸送、又は出荷されることが可能である装置を意味する。輸送又は出荷は、限定するものではないが、小包郵便、ＵＰＳ（登録商標）出荷サービス、ＦｅｄＥｘ（登録商標）出荷サービス等を含む、種々の小包配送サービスを通じて発生し得る。

以下に記載されるような実施形態は、単に実施例であり、本発明は、図面内に例解される実施形態に限定されない。図面が縮小されたものではなく、ある場合において、従来の製造及び組み立ての詳細等、実施形態の理解に必ずしも必要とされない詳細部は削除されていることもまた、理解されるはずである。

実施形態は、類似要素が同様の数字によって参照される図面を参照して記載される。実施形態の様々な要素の関連性及び機能は、以下の詳細な記載によってより良好に理解される。「発明を実施するための形態」は、本開示の範囲内のものとして様々な置換及び組み合わせの特徴、態様、及び実施形態を想到している。したがって、本開示は、これらの特定の特徴、態様、及び実施形態のそのような組み合わせ及び置換のうちのいずれか、又はそれらのうちの選択された１つ以上を備えるように、それらからなるように、又はそれらから本質的になるように指定され得る。

本発明の一態様において、図１ａは、輸送可能なコンテナ２内にＣＯ_２流体を充填し、原位置でＣＯ_２スノーブロックを生成するための好適なＣＯ_２のスノー作製キット１を示す。キット１は、好ましくは輸送可能なコンテナ２、メッシュ状導管３、及びＣＯ_２スノー充填器４を含む。輸送可能なコンテナ２は、好ましくは複数の壁を含み、それは、好ましくは、断熱された底壁５、断熱された側壁６、および断熱された上部カバーによって、その実質的な部分に沿って断熱されており、上部カバーは、コンテナ２の輸送中にコンテナの開口部７にわたって位置する。好ましくは、壁５及び６は、特定のレベルまで真空断熱される。コンテナ２は、壁５及び６内に向上した真空を生成する能力を高めるために、好ましくは円筒形状である。ＣＯ_２スノー又はＣＯ_２スノーブロックに対応する、好適なゲッタ材料は、真空断熱壁５及び／又は６内の空間を占めてもよい。収着能力のおかげでゲッタ材料は、壁５及び／又は６内の真空レベルを高めるためのポンプとして作用する。キット１を組み立てるとき、コンテナ２は、開口部７を有し、その中にメッシュ状導管３が挿入され得る。スノー充填器４の下部区分は、（例えば、溶接、機械的締結手段等を介して）メッシュ状導管３の第１の端部１７に接続され、取付点で封止部を作成する。代替的に、スノー充填器４及びメッシュ状導管３は、単一の充填構成部品として製造されることによって一体的に接続することができる。

輸送可能なコンテナ２は、第１の領域及び第２の領域に分類することができる内部容積を含む。第１の領域は、内側メッシュ状導管容積であり、その中にメッシュ状導管３が位置付けられ得る。メッシュ状導管容積は、任意の好適な容積であり得る。一実施例において、メッシュ状導管容積は、約２５Ｌ以上、好ましくは最大約１０Ｌ、及びより好ましくは最大約３Ｌである。別の実施形態において、メッシュ状導管容積は、０．２５～２５Ｌ、好ましくは０．２５～１０Ｌ、及びより好ましくは０．２５～１Ｌの範囲である。第２の領域は、スノー室１１であり、その中にＣＯ_２スノーブロック１０が生成かつ保管される。スノー室１１は、好ましくは、メッシュ状導管３を囲み、スノー室１１は、コンテナ
２の全ての側面に沿って完全に、又は実質的に断熱される。断熱壁５及び／又は６の比較的小さな部分が、下記本明細書に記載されるように、適切なＣＯ_２流体の充填及び試料の搭載を確実とするように、開口部７を作成するために除去され得ることが理解されるはずである。

メッシュ状導管３は、内側通路１４を含む。メッシュ状導管３は、好ましくは管状であるが、他の形状が想到されることも理解されるはずである。メッシュ状導管３は、コンテナ２の開口部７を通じて挿入され、コンテナ２の内側メッシュ状導管容積に延在する。メッシュ状導管は、第１の端部１７及び第２の端部１８を有する。第１の端部１７は、コンテナ２の開口部７に配向され、第２の端部１８は、真空断熱底壁５に向かって好ましくは配向される。好ましい実施形態において、メッシュ状導管３は、コンテナ２内に挿入されるとき、メッシュ状導管３の外側表面と真空断熱側壁６との間に実質的に均一な空間を作成するように、コンテナ２の縦方向中心軸に沿って対称に配設され、それによってＣＯ_２スノーブロック１０が対称的な環状の実質的なブロック形態として、室１１内で製造されることを可能にする、対称的な環状のスノー室１１を作成する。

メッシュ状導管３は、図２においてより明確に見られるように、導管３の表面上にある開口部１６を備える。発明者らは、メッシュ状導管３を利用することが、スノー室１１内で生成されるスノー粒子の圧縮に貢献する抵抗を付与し、そのためＣＯ_２スノーブロック１０を作成することを見出した。ＣＯ_２スノーブロック１０は、コンテナ２内に位置するメッシュ状導管３なしで別様に製造されるよりも、高い圧縮密度を有することができる。一実施例において、メッシュ状導管３及び本発明の方法を伴い作成されたＣＯ_２スノーブロック１０は、ペレット化されたドライアイスＣＯ_２の嵩密度相当の嵩密度を有する。

メッシュ状導管３の開口部１６は、ＣＯ_２スノー粒子の生成から製造されるＣＯ_２オフガス（図１ａ内の「ＧＣＯ_２」）が、開口部１６を通過して、メッシュ状導管３の内側通路１４に入ることを可能にする。内側通路１４に入ると、ＣＯ_２オフガスは、図１ａの上向きの矢印によって示されるようにそれに沿って流れ、次いでスノー充填器４の１つ以上の開口部１３（図１ｂ）を通って流れてコンテナ２から出ることができる。次いで、ＣＯ_２オフガスは、コンテナ２に接続され得る通気システムに排気することができる。

スノー室１１は、メッシュ状導管３の外部を囲む。極低温液体窒素出荷容器に反し、スノー室１１は、発泡体充填材料又は吸収剤の欠如を特徴とする。スノー室１１は、真空断熱底壁５及び真空断熱側壁６によって囲まれる。

図１ａに対応するスノー充填器４の上面図は、図１ｂに示される。スノー充填器４は、十字形状の導管フローネットワーク８と、リング管１９に沿って分配され、それによりリング管１９がネットワーク８の縁部に沿って延在するノズル１２を伴うリング管１９と、リング管１９を囲む外側スリーブ９と、を含む。中心開口部１５が提供され、その中にＣＯ_２流体がＣＯ_２供給源から入る。４つのノズル１２は、ＣＯ_２流体のスノー室１１への均一な噴射を確実とするために、十字形状の導管フローネットワーク８のリング管１９に沿って均一に分配される。導管フローネットワーク８は、リング管１９に接続される。各ノズル１２は、およそ９０度で他方から離間し、各ノズル１２は、同一サイズの開口部を有する。導管フローネットワーク８は、メッシュ状導管３の内側通路１４から通気するためのＣＯ_２オフガス用の均一な開口部１３を作成する、対称的な十字形状の構造体を作成する。このような充填器４の構造は、ノズル１２を通じて実質的に均一なＣＯ_２流体の流れを作成し、室１１内のＣＯ_２スノーブロック１０の実質的に均一な形成及び分配を作成する。スノー充填器４へのＣＯ_２流体の導入は、中心開口部１５に向かって延在する、図１ａの下向きの点線によって示され、導管フローネットワーク８内のＣＯ_２流体の分配は、ノズル１２に向かって延在する図１ａの横方向点線によって示される。ノズル１２からのＣＯ_２流体の導入は、スノー室１１への角度の付いた下向きの矢印によって示される。一実施例において、図１ａを参照すると、ノズル１２は、垂直壁に対しておよそ３０°～６０°の範囲の角度で、メッシュ状導管の垂直壁から離れて配向され得、それによって垂直壁は、コンテナ２の水平表面に垂直に延在する。ノズル１２の他の角度構成が、想到される。ＣＯ_２オフガスの流路は、メッシュ状導管３の内側通路１４内に、「ＧＣＯ_２」として表記された、図１ａの上向きの点線によって示される。

本発明は、ノズル１２、中心開口部１５、及び導管フローネットワーク８の他の形状、導管フローネットワーク８用の他の幾何学的パターン（例えば、Ｈ形状又はＴ形状）、導管フローネットワーク８に沿ったノズル１２の他の分配及び場所、を想到することが理解されるはずである。実施例として、図３ａ及び図３ｂは、代替的なスノー充填システム３００を示し、これは図１ａ及び図１ｂのコンテナ２に対応する。システム３００は、メッシュ状導管又は管３０３及びスノー充填器３０４を含む。スノー充填器３０４は、Ｈ形状の導管フローネットワーク３０６を有する。図３ａ及び図３ｂに示されるように、ノズル３０１は、スリーブ３０２及びＨ形状の導管フローネットワーク３０６が接続するテーパ部分に沿って位置決めされる。Ｈ形状の導管フローネットワーク３０６の中心開口部３０５は、ＣＯ_２源からＣＯ_２流体の供給を受容することができる。次いで、ＣＯ_２流体は、Ｈ形状の導管フローネットワーク３０６を通じて、メッシュ状管３０３へのＣＯ_２流体の導入を実質的に回避しながら、断熱壁６に向かって角度付けされたスノー室１１にＣＯ_２流体を方向付ける、ノズル３０１内に方向付けられる。ＣＯ_２流体は、液体としてスノー室１１に好ましくは入る。

開口部３０７は、原位置スノーブロック１０から生成されたＣＯ_２オフガスが、開口部を通じて排気されることを可能にするために、メッシュ状管３０３の内側通路と流体連通する。スノー充填システム３００は、図１ａのコンテナ２等の好ましくは円筒形状のコンテナに挿入して、円筒形状のコンテナ内でスノーブロックを原位置製造することに好適なキットを形成することができる。

図４ａ及び図４ｂは、代替的なスノー充填システム４００を示し、これはまた図１ａ及び図１ｂのコンテナ２に対応する。システム４００は、導管フローネットワーク４０６及びスリーブ４０２の異なる設計を含む。除充填器４０４のスリーブ４０２は、コンテナ２の形状に合わせて設計される。本発明の他の充填システムと同様に、スリーブ４０２は、ＣＯ_２スノー充填動作中に十分な封止部を提供する。スリーブ４０２の封止効果は、ＣＯ_２オフガスがスノー充填器４０４の開口部４０７を通じる以外で、コンテナ２から出ることを防止する。図４ａは、ＣＯ_２流体入口導管（すなわちフローネットワーク導管４０６）がスリーブ４０２を通過することを示す。ノズル４０１は、導管フローネットワーク４０６の先端で構成され、ＣＯ_２流体をコンテナ２のスノー室１１内に噴射するために、必要に応じてある方向に開くことができる。ＣＯ_２流体は、好ましくは液相で、孔４０５に入り、次いで導管フローネットワーク４０６の各側面に横に流れる。次に、ＣＯ_２流体は、導管フローネットワーク４０６に沿って下向きに流れ、ここでメッシュ状管４０３の側面に沿って位置するノズル４０１を通って流れ、次いでコンテナ２のスノー室１１に入る。図４ａは、メッシュ状導管４０３の側面部分がスリーブ４０２に取り付けられていることを示す。消充填システム４００は、本発明の原理に従って、図１ａの円筒形状のコンテナ２等のコンテナに挿入して、円筒形状のコンテナ２内でＣＯ_２スノーブロックを原位置製造することができるキット１を形成することができる。

見られ得るように、導管フローネットワーク３０６及び４０６は、フローネットワークを通じてＣＯ_２流体の特定のフローパターンを実現するように意図された異なる構造的構成を表現し、それがコンテナ２のスノー室１１内に方向付けられる。充填システム３００及び充填システム４００を含む本発明のスノー充填システムは、図１ａのコンテナ２を除いて、他のコンテナを伴い利用することができることが理解されるはずである。

充填器４、充填器３０４、及び充填器４０４の設計で示される例等、充填器の幾何学形状及び全体的な設計の正確な選択は、限定するものではないが、コンテナ２の内部容積（すなわち、メッシュ状導管３の容積、及び／又はスノー室１１の容積）、及びある持続期間の間、所定の温度以下の温度に維持されて輸送中保存される、生体試料等の物品の保管を維持するために、生成されることが必要なＣＯ_２スノーブロック１０の量（例えば、およそ４日間－６０℃以下）を含む、いくつかの設計要因に基づいてもよい。

図１ａ、図１ｂ、及び図２を参照すると、スノー充填器４の有効径は、導管フローネットワーク８の縁部又は周辺部に沿って位置決めされる、ノズル１２が、ＣＯ_２流体のメッシュ状導管３の内側通路１４への噴射を実質的に回避しながら、メッシュ状導管３の外側のＣＯ_２流体をスノー室１１に導入することを確実とするために、メッシュ状導管３の径よりも広くなることが示される。スノー室１１内で形成されるＣＯ_２スノー粒子の実質的な部分は、内側通路１４を通らない。内側通路１４は、ＣＯ_２スノーブロック１０の形成中に生成されたＣＯ_２オフガスが通路内を通じて流れることを可能にするためのみに設計され、そのためＣＯ_２オフガスを、輸送可能なコンテナ２から除去することができる。これに関して、図１ａのスノー室１１への角度の付いた矢印は、ノズル１２の場所、及びノズル１２を通じてスノー室１１へのＣＯ_２流体の対応する導入を表記するように意図される。

図１ａ、図１ｂ、図２を続けて参照すると、スリーブ９は、導管フローネットワーク８の周囲に延在する。スリーブ９は、図１ａに示されるように、スノー充填器４から離れて更に延在し、いずれの好適な手段により、コンテナ２に取り付けることができ、それによってキット１の動作中、充填器４及びメッシュ状導管３を静止位置において固定する。一実施例において、図１ａに示されるように、充填器４の一部であるスリーブ９は、充填器４の上部から離れて垂直に延在し、コンテナ２の上部区分に沿って取り付く。スリーブ９は、メッシュ状導管３に対して構造的な補強を付与することができる。メッシュ状導管３を補強する能力は、メッシュ状導管３が、スノー室１１内で形成され堆積する、ＣＯ_２スノーブロック１０に抗してより大きな抵抗を付与することを可能にする。その結果、本発明は、メッシュ状導管のないコンテナ内で作成されたＣＯ_２スノーと比較して、濃密ＣＯ_２スノーブロック１０の原位置製造、及びスノー室１１内のＣＯ_２スノーブロック１０の増加した搭載容量という効果を提供することができる。

スリーブ９はまた、ＣＯ_２オフガスがスノー充填器４の開口部１３を通じる以外で、コンテナ２から出ることを防止する、封止部として作用する。開口部１３を通じてＣＯ_２オフガスを通気することは、ＣＯ_２オフガスがメッシュ状導管３の内側通路１４内で流れるとき発生し得るのみである。このように、スリーブ９は、スノー室１１内のＣＯ_２オフガスをメッシュ状導管３の表面に沿って位置付けられたメッシュ状導管３の開口部１６を通過するようにさせ、メッシュ状導管３の内側通路１４への進入後、スノー充填器４の開口部１３を通じて出す。封止するための他の手段は、本発明によって実行することができるということが理解されるはずである。例えば、図４ａの充填器システム４００を参照すると、封止は、導管４０３の外側表面に沿って延在するスリーブ４０２の下部部分で発生し得、それによってスリーブ４０２とコンテナ２の首部分との間に封止部を作成する。

構造的構成部品及びＣＯ_２スノー作製キット１の組み立てについて記載してきたが、輸送可能なコンテナ２内でＣＯ_２スノーブロック１０を充填及び作製する方法に関する本発明の一態様を、図１ａ、図１ｂ、図２、及び図５を参照して今後考察していく。図１ａに示されるように、組み立てられたＣＯ_２スノー作製キット１は、図５内に示されるように、重量計５０４上の充填ステーション５００に設置される。図示されないが、プログラマ
ブルロジックコントローラ（ＰＬＣ）は、キット１に導入されるＣＯ_２流体の量を制御するために、重量計５０４と好ましくは一体化される。ＰＬＣディスプレイは、ユーザが充填プロセスを監視することを可能にする。ＰＬＣディスプレイはまた、充填が完了した時点を好ましくは示す。

圧力調整デバイス、差圧伝送器、制御弁及び手動弁は、ＣＯ_２流体のキット１への送達に関する充填プロセスの一部として構成され得る。正確な導管及び弁構成が縮尺に描かれず、ある特徴部が意図的に削除されて、キット１を利用する充填プロセスをより良好に例解することが理解されるはずである。

ＣＯ_２スノー作製キット１の出口は、スノー充填器４内に開口部１３（すなわち、通気開口部）を有する。開口部１３は、スノー室１１内の原位置ＣＯ_２スノーブロック１０の生成中に作成された、ＣＯ_２オフガスを捕捉する換気システム５０１への好適な導管と接続することができる。通気は、ＣＯ_２スノープロセスから生成されたＣＯ_２オフガスを除去し、それによって安全な動作環境を提供する。付加的に、圧力逃がし弁を、スリーブ９上又はスリーブにごく近接して設けることもできる。キット１の入口は、導管フローネットワーク８の中心開口部１５を通り、ＣＯ_２源５０２に動作可能に接続され、概して、ＣＯ_２流体を２ＭＰａ～６ＭＰａ（３００～９００ｐｓｉｇ）の圧力で保管するであろう。ＣＯ_２源５０２は、限定するものではないが、シリンダ、デュワー、ボトル、又はマイクロバルク、若しくはバルクタンクを含む、上記に定義されるような、いずれの好適なコンテナを備えてもよい。ＣＯ_２源５０２は、安全弁及びバーストディスク等、安全性調整特徴部を装備してもよい。導管は、ＣＯ_２源５０２からスノー充填器４の導管フローネットワーク８の中心開口部１５に延在する。

ＣＯ_２の充填を開始する準備が整ったとき、充填ステーション５００のドア５０３を閉じる。ドア５０３が、ＣＯ_２充填中に係止されたままとなるように、安全性インターロックが充填ステーション５００内に提供される。通気システム５０１が、作動する。

充填ステーション５００上のボタンが、充填プロセスを起動するために押圧され得る。加圧されたＣＯ_２流体は、ＣＯ_２源５０２から、源５０２を容器２に動作可能に接続する、導管に導入される。好ましくは、ＣＯ_２流体は、ＣＯ_２液体であり、ＣＯ_２ガスは、液体ＣＯ_２の圧力がある圧力（例えば、約１．０ＭＰａ（１５０ｐｓｉｇ））を下回って低下することを防止するために導管に添加されて、液体ＣＯ_２が導管内で固体及びガスへの相変化を時期尚早に起こさないことを確実とする。

ＣＯ_２流体は、図１ａの下向きの点線の矢印によって示されるように、導管フローネットワーク８の中心開口部１５でスノー充填器４内に方向付けられる。この後、図１ａにおいて、スノー充填器４内で水平の点線によって示されるように、ＣＯ_２流体は、４つのノズル１２の各々に向かって導管フローネットワーク８内に均一に分配される。４つのノズル１２は、メッシュ状導管３の内側通路１４内への噴射を実質的に回避しながら、ＣＯ_２流体をスノー室１１内に、及び真空断熱側壁６に向かって方向付け、又は噴射するように角度付けされる。好ましい実施形態において、スノー室１１は、コンテナ２のメッシュ状導管３と真空断熱壁６との間の環状領域を表現する。他の設計はまた、スノー室１１がメッシュ状導管３を囲む非環状形状を有する場合を想到する。液相のＣＯ_２流体が、ノズル１２を通過する。液体ＣＯ_２がノズル１２を通過し、スノー室１１に入るとき、圧力及び温度低下が発生し、スノー室１１において固体粒子のＣＯ_２スノーブロック１０及びＣＯ_２オフガスを生成する。

メッシュ状導管３の開口部１６は、ＣＯ_２オフガスの通過は可能にするが、ＣＯ_２スノーの粒子の進入は実質的にブロックするようにサイズ決定される。メッシュ状導管３に、
及び次いでスノー充填器４の開口部１３を通じるＣＯ_２オフガスの通過は、ＣＯ_２オフガスがコンテナ２から除去されるための唯一の経路である。ＣＯ_２オフガスがメッシュ状導管３に流れる際、スノー粒子を圧縮し、スノー室１１内にスノーブロック１０を形成及び堆積させる、望ましい効果を有する。ＣＯ_２スノー作製キット１を操作する充填方法を参照して、本明細書で使用される「圧縮する」という用語は、スノー粒子をＣＯ_２スノーブロック１０に圧縮することを表す。本発明の原理に従う圧縮は、スノー室１１内で原位置生成され、輸送可能なコンテナ２内に搭載され得るＣＯ_２スノーブロック１０の量に影響を与える。

本発明は、ＣＯ_２オフガスがスノー充填器４上の開口部１３を通じてコンテナ２を出る前に、スノーブロック１０を圧縮するためにＣＯ_２オフガスの形成を利用する能力を有する。ＣＯ_２オフガスは、メッシュ状導管３の内側通路１４内を上向きに流れ（図１ａの上向きの矢印によって示されるように）、スノー充填器４の開口部１３を通じて出現する。開口部１３は、図１ｂのスノー充填器４の上面図においてより明瞭に示される。このように、内側通路１４は、排気通路として作用する。次いで、ＣＯ_２オフガスは、コンテナ２に動作可能に接続される通気システム５０１内に方向付けることができる。

ＣＯ_２スノーブロック１０の形成及び堆積中に、ＣＯ_２オフガスは、スノー室１１内で製造される。メッシュ状導管の開口部１６は、サイズが制限されているので、ＣＯ_２オフガスが開口部１６を通って内側通路１４に自由に流れることを防止する。したがって、圧力はスノー室１１内で作成される。メッシュ状導管３は、抵抗を付与し、スノー室１１内の圧力に抗して実質的な変形を起こさないように、十分な構造的剛性を有する。このように、ＣＯ_２スノーブロック１０の圧縮密度は、スノー室１１の環状領域内で増加し得る。結果として得られるＣＯ_２スノーブロック１０は、スノー粒子を強固に保持する実質的にリング状のブロック形態のようである。一実施例において、ＣＯ_２スノーブロック１０の嵩密度は、立方ｍ当たり８８１～１０４１キログラム（立方ｆｔ当たり５５～６５ポンド）の範囲である。スノー室１１内で形成されたＣＯ_２スノーブロック１０の嵩密度は、メッシュ状導管３の開口部１６のサイズに、少なくとも部分的に関する。ＣＯ_２スノーブロック１０がスノー室１１内で形成及び圧縮され続ける際、ＣＯ_２オフガスは、スノー室１１からメッシュ状導管３の開口部１６を通じて、抵抗を伴い通過し続ける（すなわち、自由に流れない）。ＣＯ_２オフガスは、次いで内側通路１４を通じて流れ、スノー充填器４の開口部１３を通じてコンテナ２から出る。見られ得るように、メッシュ状導管３は、（ｉ）ＣＯ_２スノー粒子及びガスの分離壁として機能し、（ｉｉ）ＣＯ_２スノーブロック１０の圧縮のための抵抗を提供し、（ｉｉｉ）充填動作中に、実質的な静止位置において、結果として得られたＣＯ_２スノーブロック１０を保持し、圧縮するスノー室１１内に環状領域を作成し、（ｉｖ）ＣＯ_２スノーブロック１０が内側通路内で崩れることを防止する。

ＣＯ_２スノーの粒子は、ブロック形態で、スノー室１１内で形成され続け、スケール５０４は、ＣＯ_２スノーブロック１０がスノー室１１内で形成され続ける際、ＣＯ_２スノーブロック１０の重量を監視し続ける。目標設定点重量のＣＯ_２スノーブロック１０が生成されたとき、ＰＬＣは、適切な制御弁に信号を自動的に中継し、液体ＣＯ_２源５０２からの液体ＣＯ_２の供給を遮断する。概して、ＣＯ_２スノーブロック１０の設定点重量は、ある数日間、ある臨界閾値（即ち、所定の）温度を下回り、試料製品ホルダの空間又はメッシュ状導管３の空間を維持し、それによって容器２内で輸送される物品が保存されたままであり、最終目的地に到着時に使用可能であることを確実とするために必要なＣＯ_２スノーブロック１０の重量として定義される。実施例として、物品が生体試料であるとき、試料は、目的地に到着時に試験目的で使用可能である。充填の完了に関する適切な表示は、充填ステーション５００で視覚的に表示することができ、ユーザへの任意の遠隔アラート及び通知が、提供されてもよい。

充填の完了時に、ＰＬＣは、充填ドア５０３がユーザによって解放されるように安全インターロックを解除する。この様式で、スノー作製キット１によるＣＯ_２スノーブロック１０の原位置自動生成は、ドライアイスペレット又はブロックを取り扱う必要性、並びに現場でドライアイスペレット又はブロックの在庫を維持する必要性を回避させる。充填プロセスはまた、ＣＯ_２スノーブロック１０の設定点重量が得られたとき、手動で遮断することもできることが理解されるはずである。

別の実施形態において、充填することは、ＣＯ_２スノーブロック１０がコンテナ２の上部、又はおおよそ上部まで満たされたと判定されるまで発生し、スノーブロック１０の所定の設定点重量は、充填プロセスが停止するべきときを判定するために任意で使用され得るが、このような所定の設定点重量は、必ずしもスノーブロック１０をコンテナ２に充填するためのこの特定の方法において必要というわけではない。いずれの検出手段も、そのうちいくつかは下記で記載されるが、ＣＯ_２スノーブロック１０がコンテナ２の上部、又はおおよそ上部まで満たされたときを判定するために使用することができる。

操作の代替的なモードとして、ＣＯ_２充填ステーション５００に対する自動又は手動の遮断が、どれくらいのＣＯ_２重量がコンテナ２に加えられたかに基づくのではなく、スノー保管領域内で作成された圧力に基づくものもある。ある上部圧力レベル又は圧力上昇の検出が、液体ＣＯ_２源からの供給を停止するときを判定するために使用され得る。充填が完了したときを判定するための他の検出手段を、提供することもできる。例えば、限定するわけではないが、充填は、ある時間、温度、及び／又はコンテナ２内の容量レベルへの到達時に、手動で又は自動的に遮断することができる。このように、本発明は、圧力表示器、差圧、温度センサ、タイマ、容量測定、又はそれらの任意の組み合わせを採用することを想到する。本明細書に記載された充填方法の完了は、スノーブロック１０が、（ｉ）コンテナ２の上部まで、（ｉｉ）コンテナ２のおおよそ上部（例えば、スノー室１１の最大予容積容量の８０％以上）まで、又は（ｉｉｉ）コンテナ２のスノー室１１の最大容積のある所定の部分まで、満たされたとき、を意味し得ることを理解されるべきである。

好ましい実施形態において、コンテナ２へのＣＯ_２スノーブロック１０の単一及び満充填が実行され、ＣＯ_２スノーブロック１０がスノー室１１を実質的に満たすと判定されるまで、ＣＯ_２スノーブロック１０の所定の重量まで満たすことに基づく。代替的に、単一充填は、ＣＯ_２スノーブロック１０がスノー室１１の一部分のみを占めるように実行され得るということが理解されるべきである。付加的に、本発明の任意の充填方法は、本明細書に記載されたものを含む、いずれの好適な検出手段に基づくことができ、充填は、コンテナ２内に共に積層される単一のドライアイスブロック１０又は複数のドライアイスブロック１０を作成するための１度以上の時間を採用し得ることが理解されるべきである。充填の手動又は自動の遮断は、充填が完了したときを判定するための、充填方法及び検出手段のいずれかを伴い想到される。

本発明の別の態様において、充填が、充填に使用される所与の断熱コンテナ２に対してドライアイスブロック１０の設定点又は所定重量に達するまで、ドライアイスブロック１０の重量を監視することに基づくとき、コンテナ２内で形成されるために必要なＣＯ_２スノーブロック１０の必要な重量に関する初期推定値が、下記の表１から判定され得、これより説明する。

まず、コンテナ、好ましくはコンテナ２への熱利得、Ｑ、が、表１内に示された式に基づいて判定される。当該技術分野で既知のＲ値は、コンテナの全体断熱特性であり、Ａは、環境温度、Ｔ_ｅｘｔに曝される断熱コンテナ２の全表面である。Ｔ_ｅｘｔは、平均的に、コンテナ２が、輸送中に曝されることが予測される環境温度である。Ａ及びＲは両方とも、コンテナ２の既知の特性である。このΔＴは、環境温度（Ｔ_ｅｘｔ）とコンテナ内部の温度（Ｔ_ｉｎｓ）との間の温度差として算出された推定値である。Ｔ_ｉｎｓは、コンテナ２の内部で測定される温度である。好ましくは、熱電対が、Ｔ_ｉｎｓを測定するためにカバーの内部（例えば、図６の上部カバー６００の内部）に沿って、又は隣接して位置する。Ｔ_ｅｘｔは、午前の温度と午後の温度との間の季節的な平均変動を考慮することができる、任意の調整因子、α、を伴い補正又は修正することができる。ΔＴのより正確な推定値はまた、下記で説明されることになるが、内側及び／又は外側温度センサを使用して得られてもよいということが理解されるはずである。判定されたΔＴ及び既知の値Ａ及びＲを有し、Ｑが算出される。Ｑは、コンテナ内部に保管された物品の充填及びそれに続く輸送に使用される、所与のコンテナ２の断熱壁及びカバーを通じる熱利得の所期レートを平均で表現する。次に、判定されたＱを有して、コンテナ２内のある物品がコンテナ内部で輸送されると予測される所与の持続時間、ｔ、の間に必要とされる推定されたドライアイス重量が、判定され得る。ドライアイスブロック１０の推定量は、（Ｑ＊ｔ）／５７２（（Ｑ＊ｔ）／２４６）として判定され、ここで５７２（２４６）は、固相から気相に直接相間移動を起こすために、ＣＯ_２スノーに必要な認識昇華エネルギである。このドライアイススノーブロック１０の推定重量は、設定点重量としてＰＬＣへ入力することができ、充填の完了の達成時を管理し、又はコンテナ２への充填プロセス中に設定点重量として手動で使用され得る。設定点重量に達したことを検出することにより、充填は、手動又は自動のいずれかで、遮断することができる。

様々な動作変数の選択が、充填動作、及びＣＯ_２スノーブロック１０が輸送可能なコンテナ２内で原位置生成される方法、に影響を与え得る。例えば、液体ＣＯ_２の供給圧及びスノー充填器４の設計（例えば、ノズル１２のサイズ、数、角度、場所、及び分配）は、液体ＣＯ_２流量、ＣＯ_２スノーブロック１０収率、及びＣＯ_２スノー充填器４内のオフガス流量、並びに、スノー室１１内部のスノーブロック１０の分配及び圧縮、及び充填動作を完了するための必要時間に影響を与えることができる。更に、スノー及びオフガスの障壁として作用し、スノーブロック１０の圧縮のための十分な抵抗を付与するための、メッシュ状導管３の能力は、メッシュ状導管３の開口部１６、及び開口部１６を有するメッシュ状導管３の表面の部分のサイズによって、少なくとも部分的に管理することができる。また更に、ある液体ＣＯ_２供給圧力及びスノー充填器４の設計の組み合わせは、原位置スノーブロック１０を連続的に作製するために、充填器４の能力に影響を与えることができる。付加的に、ある用途に関して、スノーブロック１０を十分な密度で好適に圧縮するための最適なＣＯ_２オフガス流量があってもよい。このような好適な圧縮のための機構は、充填器４のノズル１２を通じて送達される液体ＣＯ_２流量の範囲、及び／又はコンテナ２を排出するＣＯ_２オフガス流量の範囲で動作することができる。

操作変数の正確な選択は、コンテナ２の形状（例えば、円筒形、多角形、矩形、又はボトル形状）、コンテナ２の真空断熱特性、又はＲ値、コンテナ２内の特定の物品がある温度以下で維持され得る、持続時間又は寿命の表示である、耐久特性、輸送中に保存される特定の物品、及びユーザが物品を取り扱う、試験する、及び／又は分析するための、最終目的地までの輸送中、ある数日間、ある物品の保存を実現するために必要なスノーブロック１０の量、を含む、いくつかの要因で変化し得る。好ましくは、動作変数は、コンテナ２の最適な充填及び耐久特性を実現するために選択される。

ＣＯ_２スノーブロック１０のコンテナ２への充填動作が完了すると、コンテナ２は、ＣＯ_２源から係合解除される。次に、充填器４及びメッシュ状導管３は、コンテナ２から次いで取り外され、それによってユーザがコンテナ２の内部容積にアクセスすることを可能にする。通気システム５０１は、全てのＣＯ_２オフガスが通気システム５０１内に方向付けられることを確実とするために、充填器４を取り外す間も、オンのままとなり得る。コンテナ２内の輸送される物品は、製品ホルダに搭載される。次いで、製品ホルダは、コンテナ２の開口部７を通じて挿入され、本来、メッシュ状導管３によって占められる同じ容積を占める。代替的に、製品ホルダが、コンテナ２に挿入され得、次いで、物品が製品ホルダに搭載されることもある。代替的に、メッシュ状導管３は、コンテナ２の内部に永久的に貼着されたままとなり得、製品ホルダは、メッシュ状導管３に挿入され得る。図６は、コンテナ２の底部に沿ってコンテナ２の内部のメッシュ状導管３の一実施例を示す。メッシュ状導管３をコンテナ２の底部内、又はコンテナ２内の他の領域に取り付けるための他の方法が、本発明によって想到される。メッシュ状導管３及び製品ホルダを有するおかげで、輸送可能なコンテナ２は、ＣＯ_２スノー又はＣＯ_２スノーブロックが試料領域内部に崩れることを防止し、このことは製品ホルダ又はメッシュ状導管３を利用しない、従来型のドライアイス出荷容器によって提供されることのない効果である。

次に、機械的封止部（例えば、図６に示されるようなコルク状の構造体）を伴う上部カバー６００は、コンテナ内に含有される試料の保管、保存、及び／又は出荷中、コンテナ内の製品ホルダ及び物品の閉じ込めを作成するために、容器２の開口部７に挿入される。機械的封止部を伴う上部カバー６００は、ＣＯ_２オフガスがそれを通じて逃げることができるジグザグ状のチャネル又は通路を収容し、それによってコンテナ２内の物品の保管、保存、及び／又は、輸送中に形成されるＣＯ_２ガスの圧力上昇を実質的に低減又は排除する。コンテナ２内の圧力上昇を最小限に抑えるためにＣＯ_２オフガスの通気を可能にしながら、雰囲気からのコンテナ２内部の熱利得を最小限に抑えるように、通路の間隔が、好ましくは最適化される。コンテナ２の熱利得を最小限に抑えながら、過剰なＣＯ_２圧力を通気する他のチャンネル設計が、想到される。

現段階では、コンテナ２は、物品の保管、保存、及び輸送のために構成される。本発明の原理に従って上記に挙げられたように、充填されたコンテナ２の耐久性又は性能は、限定するものではないが、コンテナ２内部に充填されるＣＯ_２スノーブロック１０の量、製品ホルダによって占められる空間のサイズを含む、コンテナ２のサイズ、及びコンテナ２のＲ値又は断熱性、を含む、いくつかの要因に基づくことができる。上記で使用されるようなコンテナ２の耐久性は、コンテナ２内の特定の物品が、実施例として、限定するわけではないが、－６０℃等の、ある温度以下で維持され得る、持続期間又は寿命として特徴付けられ得る。コンテナ２の壁６は、十分な熱断熱を提供するために好ましくは真空断熱される。真空断熱のレベルは、より大きな真空断熱壁６が、コンテナのより高いＲ値をもたらすように、Ｒ値に影響を及ぼす。一実施形態において、及び下記本明細書の実施例に
おいて本発明者らが実施する試験により、明示及び記載されているように、算出されたコンテナ２のための全体Ｒ値は、約１０００ミクロンの真空レベルで、およそ０．７９ｍ^２ｈｒ Ｃ／ｋＪ（１８ｆｔ^２ｈｒ Ｆ／Ｂｔｕ）である。換言すれば、１０００ミクロンの真空で、コンテナ内に本発明によって作成された、５ｋｇ（１０ｌｂｓ）のＣＯ_２スノーブロックを有するコンテナは、およそ４日間、約－６０℃以下の温度で、コンテナ内に試料又は物品を維持することになる。別の実施形態において、コンテナのＲ値は、コンテナ２の被覆部分に沿って約１０ミクロンのより高い真空レベルで、約７．９ｍ^２ｈｒ Ｃ／ｋＪ（１８０ｆｔ^２ｈｒ Ｆ／Ｂｔｕ）であると判定される。換言すれば、１０ミクロンの真空で、コンテナ内に本発明によって作成された、５ｋｇ．（１０ｌｂｓ．）のＣＯ_２スノーブロックを有するコンテナは、およそ３７日間、約－６０℃以下の温度で、コンテナ内に試料又は物品を維持することになる。

本発明の他の修正が、想到される。例えば、本明細書で記載されるように本発明の原理は、コンテナがコンテナ内部でＣＯ_２スノーブロックを製造するためだけに採用されるように、郵送不可能であり、又はユーザ先に永久的に又は一時的に残るコンテナを含む、いずれのタイプのコンテナにも適用可能であることが理解されるはずである。例えば、メッシュ状導管３を伴うＣＯ_２スノー充填器４は、標準的な出荷箱内で、好ましくはブロック形状で、原位置ＣＯ_２スノーを生成するために利用することができる。これに関して、図７ａ及び図７ｂは、標準的な出荷箱内で原位置ＣＯ_２スノーを生成するために設計されたＣＯ_２スノー充填器システムの代替的な設計を示す。ＣＯ_２スノー充填器システムは、スノー充填器及びメッシュ状導管を含む。上記で記載されたように、スノー充填器４は、標準的な出荷箱への好適なＣＯ_２流体噴射パターン及びＣＯ_２流体フロー分配を作成するために、幾何学形状及び設計において変化し得る導管フローネットワークによって更に画定される。導管フローネットワークは、導管内に埋め込まれたノズルを有する、所定の形状及びパターンの複数の細長い構造を有することができる。

図１ｂ及び図２に示されるものに加えて、ＣＯ_２スノー充填器に対する他の変化が、想到される。例えば、図４ａ及び図４ｂは、充填器４００のスリーブ４０２の端部部分の間に位置するメッシュ状導管３の上部部分を示す。導管フローネットワーク４０２は、スリーブ４０２内に延在する。

充填器、ノズル、及びメッシュ状導管の他の設計タイプも、想到される。例えば、異なる形状のメッシュ状導管を、円筒形状のメッシュ状導管以外で採用することができる。一実施例において、テーパの付いたメッシュ状管が、採用され得、コンテナ２の内部へのメッシュ状管の挿入及び取り外しを容易にするために、上部部分が、下部部分よりもより大きな径を有する。別の実施例において、充填器キットは、円筒形メッシュ状導管が逆Ｕ字型フローネットワーク導管に取り付けられる場所で利用することができ、フローネットワークの下部部分がメッシュ状導管の外側表面に沿って延在する三角形状の断面を有するリザーバ部分に接続される。ノズルは、三角形状部分に沿って位置付けられ、メッシュ状導管への導入を実質的に回避する一方で、室に下向きに噴射するように設計される。メッシュ状導管及びＣＯ_２スノー充填器設計の他の設計の組み合わせも、想到される。更に、本発明の充填方法を実行するために、図３ｂのＨ形状導管、及び図１ｂ並びに図４ｂに示される十字形状導管以外に、様々な他の噴射導管又はあるフローネットワーク導管が、本発明によって想到されることが理解されるはずである。また更に、代替的な構造体が、スノー充填器をコンテナ２に封止するために採用され得る。例えば、スノー充填器のスリーブは、コンテナ２の上部で、コンテナ２の開口部７内の内側に位置する、構造リングと嵌合し、封止するように、平坦となり得る。

製品ホルダは、非多孔質又は多孔質であり得る。好ましい実施形態において、製品ホルダは、非多孔質、使い切り、及び輸送される物品の周囲の側面に沿って密封筐体を作成することができるものが採用される。製品ホルダは、輸送される物品を、コンテナ２内の内部空間（すなわち、スノー室１１）の残部から隔離するように、構造的に構成される。生体試料を含む、コンテナ２内で出荷される物品の多くは、封止された、又はキャップ付きのガラス製バイアル瓶若しくは管内に典型的に閉じ込められる血液等の、それら自体の一次包装内に保持することができる。万一バイアル瓶又は管がコンテナ２内で破裂又は破損した場合、製品ホルダは生体試料を封じ込めるように設計され、それによってコンテナ２の内部の汚染を防止する。別の実施形態において、メッシュ状導管３は、原位置ＣＯ_２スノーブロックの充填及び形成の完了後、スノー充填器４から取り外し可能に取り外され、次いで製品ホルダとして作用するためにコンテナ２内に残る。代替的に、メッシュ状導管３は、コンテナ２内に永久的に位置することができ、多孔質製品ホルダとして作用してもよい。

又更に、本発明は、輸送可能なコンテナ内で原位置ＣＯ_２ブロックを生成するための改善された方法を想到する。本発明の一態様が、プロセス１０００を一般化した概略で表現する、図１０に示され、これにより原位置ＣＯ_２ブロックの圧縮密度を強化することができる。プロセス１０００からある詳細が省略され、縮尺に描かれ得ないことが理解されるはずである。例えば、図１０に示されるように、充填動作をより良く例解するために、正確な導管及び弁構成が縮尺に描かれず、ある特徴部は、意図的に削除される。概して、プロセス１０００は、輸送可能なコンテナ１０１０内で形成されたＣＯ_２原位置ブロック１０９９の圧縮密度を改善するために、輸送可能なコンテナ１０１０への液体ＣＯ_２の導入をＣＯ_２ガスと交互に行うことを伴う。図示しないが、輸送可能なコンテナ１０１０は、充填器及びメッシュ状導管を含むＣＯ_２スノー作製キットを含む、上記で記載された本発明の特徴部を有する。輸送可能なコンテナ１０１０は、充填ステーション１００１内に位置して示される。コンテナ１０１０は、充填ステーション１００１にアクセスを可能にする、アクセスドア１０５３を開放することによって、充填ステーション１００１に導入される。アクセスドアセンサ１０５４は、ドア１０５３の開閉を検出し、ドア１０５３が開くとき、コンテナ１０１０へのＣＯ_２流体の導入を防止するように設計することができる。コンテナ１０１０を、重量計１０５５上に設置し、次いでアクセスドア１０５３を閉じる。

排気システムは、充填ステーション１００１に動作可能に接続される。排気システムがオンされて、ＣＯ_２オフガス１０４４が導管１０５０を通って排気システムに通気することを可能にする。次に、ＣＯ_２蒸気弁１０９４を開位置に設定し（又はそのような開位置にあることを確認し）、制御弁１１００を開位置に構成して、ＣＯ_２源１０９０からガス導管１０９１へのＣＯ_２ガス引き出しを可能にする。ＣＯ_２源１０９０は、源圧でヘッドスペース内にＣＯ_２ガスを収容する。圧力調整器１０８０（「ＰＲＶ １１００」）は、ＣＯ_２源１０９０から引き出されたＣＯ_２ガスの圧力を、源圧から約１．０ＭＰａ（１５０ｐｓｉｇ）まで、低減させるように調節する。

ガス導管１０９１は、圧力トランスデューサ１０７１及び１０７０、並びに、圧力インジケータ１０７８を収容し、その各々は、ガス導管１０９１内に設置される。圧力トランスデューサ１０７１は、ＣＯ_２源１０９０内のヘッドスペースの圧力を測定し、圧力インジケータ１０７８は、約１．０ＭＰａ（１５０ｐｓｉｇ）まで低減後のＣＯ_２ガス流の圧力を測定し、圧力トランスデューサ１０７０は、ＣＯ_２スノー充填器に入るＣＯ_２流の圧力を測定する。ＣＯ_２ガスがガス導管１０９１の様々な部分を通じて流れる際、任意の残留物及び／又は不純物がパージされる。ＣＯ_２ガスは、コンテナ１０１０内に方向付けられ、プロセス１０００のこの点では、いずれのＣＯ_２ブロック１０９９も収容しない。ＣＯ_２ガスは、上記で記載されるように、ＣＯ_２充填器の通気穴を通じて輸送可能なコンテナ１０１０から続いて出る。ＣＯ_２ガスを伴うパージプロセスは、任意の時間継続することができる。一実施例において、パージプロセスは、およそ３０秒継続することができる。

およそ３０秒経過後、ＣＯ_２蒸気弁１０９４が開位置に残存する状態、及び制御弁１１００が開位置に構成された状態で、ＣＯ_２源１０９０からの液体ＣＯ_２を、液体導管１０９２を通じて、コンテナ１０１０に導入して、それによって上記で記載されるように、本発明の原理に従った原位置ＣＯ_２ブロック１０９９の生成を開始することができる。ＣＯ_２主液体引き抜き弁１０９３を、開位置に設定、又は開位置等にあると確認し、ＣＯ_２液体制御弁１２００を、開位置に設定する。導管１０９２内に流れる液体ＣＯ_２流の供給圧（例えば、およそ２．４ＭＰａ（３５０ｐｓｉｇ））は、概してガス導管１０９１内に流れるＣＯ_２ガスの流れの供給圧（例えば、およそ１．０ＭＰａ（１５０ｐｓｉｇ））よりも高いため、ＣＯ_２ガスは、ガス導管１０９１内に残り、コンテナ１０１０内のＣＯ_２ブロック１０９９の生成中に、コンテナ１０１０への流れを停止させる。逆止弁１０６７は、ＣＯ_２液体流圧力が、ガス導管１０９１内でＣＯ_２ガスの逆流を引き起こし、ＣＯ_２源１０９０に戻ることを防止する。

ＣＯ_２液体が充填器に入り、次いでコンテナ１０１０に入るとき、ＣＯ_２液体は、相変化を起こしてコンテナ内でＣＯ_２スノーブロック１０９９を形成し、ＣＯ_２オフガスが生成され、ＣＯ_２スノー充填器の通気穴を通じて流れる。ＣＯ_２オフガス１０４４は、充填ステーション１００１の内部に入る。排気システムは、導管１０５０を通じてＣＯ_２オフガス１０４４を引張り、それによって充填ステーション１００１内及び充填ステーション１００１の周囲環境内のＣＯ_２オフガスの濃度の高まりを防止する。ＣＯ_２液体の流れは、一定時間の間継続する。一実施例において、液体ＣＯ_２は、およそ３０秒間、コンテナ１０１０に入ることができ、その時間中に、ＣＯ_２スノーブロック１０９９が生成される。３０秒程経過後、ＣＯ_２液体制御弁１２００を閉位置に構成する。ＣＯ_２液体制御弁１２００が閉じるとき、導管１０９２内の液体ＣＯ_２流の供給圧力は実質的にない。この結果、ガス導管１０９１内のＣＯ_２ガスは、十分な圧力（例えば、１．０ＭＰａ（１５０ｐｓｉｇ））をこれで有して、大気圧である、充填器、次いでコンテナ１０１０に流れる。ＣＯ_２ガスは、コンテナ１０１０のスノー室に流れる。ＣＯ_２ガスがコンテナ１０１０のスノー室、次いでメッシュ状導管に流れる際、スノーブロック１０９９は、連続充填方法におけるＣＯ_２オフガス生成単独で達成可能なものよりも、より圧密又は圧縮されたものになり得る。その後、ＣＯ_２ガスは、ＣＯ_２ガス１０４４として充填ステーション１００１の内部に入るまで、メッシュ状導管を通じて、及びスノー充填器の通気穴を通じて流れる。次いで、ＣＯ_２ガスは、導管１０５０を通じて排気され、通気システム内に方向付けられる。

ＣＯ_２ガスパージ及びＣＯ_２スノー充填を交互に行うことで、ＣＯ_２スノーブロック１０９９の嵩密度は、連続充填方法において形成されるものよりも高くなり得る。重量計１０５５が所定重量に達したとき、液体ＣＯ_２制御弁１２００は、ＣＯ_２ガス制御弁１１００に続いて、閉位置に変わる。この様式で、ＣＯ_２原位置ブロック１０９９は、改善された圧縮密度を伴って要求に応じて形成され、これはコンテナ１０１０の輸送中の耐久性の改善と言い換えることができる。

プロセス１０００の間、ＰＬＣ１０８５は、圧力トランスデューサ１０７０及び１０７１、制御弁１１００及び１２００、計量計１０５５、アクセスドアセンサ１０５４、及び排気／通気システムと電気的に通信する。これらの電気的接続は、ＰＬＣ １０８５とこのような構成部品との間の信号の伝送及び通信を可能にし、それによってプロセス１０００の調節及び制御を確実とする。

安全逃がし弁１０８６及び１０８７（「ＳＲＶ １１０２及びＳＲＶ １２００」）は、プロセス１０００の様々なシステム構成部品をシャットダウンしたとき、ガス導管１０
９１及び／又は液体導管１０９２それぞれの中に貯留し得る残圧を逃がすように設計される。例えば、システムをシャットダウンしたとき、制御弁１２００は閉じられ、主液体引き抜き弁１０９３もまた閉じられる。残りの液体ＣＯ_２は、制御弁１２００から主液体引き抜き弁１０９３に延在する、液体導管１０９２の部分に沿って貯留し得る。それらに沿って貯留した液体ＣＯ_２が最終的にＣＯ_２ガスに昇華する際、圧力の高まりは、一実施例において３ＭＰａ（４００ｐｓｉｇ）で作動するように設定される、安全逃がし弁１０８７によって逃がすことができる。安全逃がし弁１０８６はまた、ＣＯ_２ガス１０９１導管内の圧力の高まりが、３ＭＰａ（４００ｐｓｉｇ）に達する場合、又は達するとき、圧力を逃がすように作用する。

本明細書に提示された様々な動作パラメータは、単に例解的なものであり、輸送可能なコンテナ１０１０内の特定の原位置ＣＯ_２ブロック生成のために好適に合わせる必要があれば変更することができることが理解されるはずである。同様の結果を得られるプロセス１０００を実現するために異なる工程が採用され得、それによって輸送可能なコンテナ１０１０にＣＯ_２ガスと交互に液体ＣＯ_２を導入することが生じ、輸送可能なコンテナ１０１０内で、結果として得られるＣＯ_２原位置ブロック１０９９の圧縮密度を改善することが、更に理解される。

更に、他の修正が、本発明によって想到される。例えば、洗浄又は消毒のプロセスを、本発明に組み込むことができる。これに関して、図１ａ及び図６のコンテナ２は、流体を洗浄又は消毒するために、コンテナ２の内部の曝露を可能にするように構成されてもよい。メッシュ状導管３又は製品ホルダは、洗浄又は消毒プロセス中は取り外される。一実施形態において、当該技術分野で既知の密閉部が、密閉部を通じて通過する１つ以上の導管を伴い、コンテナ２内に設置され得る。消毒剤又は洗浄流体は、次いで次いで密閉部に流れ、コンテナを満たすことができる。流体は、目標保持時間の間、コンテナ内に保持される。代替的に、密閉部は、コンテナ２内への洗浄又は消毒流体の流れを可能にし、目標時間の間にコンテナ２から流れを出すために、密閉部を通じて通過する１つ以上の付加的な導管を収容してもよい。コンテナ２はまた、洗浄又は消毒流体を供給及び除去するための１つ以上のポートを直接的に装備してもよい。洗浄／消毒が完了した後は、密閉部は、コンテナ２の内部から取り外すことができる。

本発明の別の実施形態は、充填プロセスのために使用され、それに続いてコンテナ内に保管される物品を目的地に輸送するためのコンテナ２のある態様を識別するために、電子的又は物理的に読むことができる、固有の識別子を伴う各コンテナ２を構成することを含む。実施例として、固有の識別子は、その特定のコンテナ２に固有の埋め込み型情報を有するバーコード、高速応答（ＱＲ）コード、又は近距離無線通信（ＮＦＣ）タグであり得る。コンテナ２のバーコード、ＱＲコード（登録商標）又はＮＦＣタグ、若しくは他の固有の識別子における、埋め込み型情報の代表例は、限定するものではないが、コンテナの自重、コンテナ２内に充填されたスノーブロック１０の初期及び実時間の重量、耐久特性、コンテナ２のタイプ、コンテナ２への充填の時間、コンテナ２への充填の日時、コンテナ２の目的地、コンテナ２内で輸送されている物品（複数可）のタイプ、並びに、例として、物品がコンテナ２内で曝され得る最も暖かい温度、及びその温度での持続時間を含む、物品についての他の具体的な情報、及びコンテナ２の場所のトレーサビリティ等の、コンテナ識別情報を含み得る。このタイプの固有の識別子内に埋め込まれたコンテナ識別情報は、コンテナ２の所期耐久性を含み、その特定のコンテナ２の履歴の参照を提供することができる。コンテナ識別情報は、実施例として、ＱＲスキャナ、バーコードスキャナ、又は他の手段等、スキャナを通じて読み取り可能となり得る。この様式で、読み取り又はスキャンされるコンテナ識別情報は、クラウド内に記憶され得る。代替的に、クラウドデータベース等のデータベースは、全ての必要なコンテナ識別情報を維持するために採用され得る。

所望であれば、目的地への輸送中、コンテナ２の識別及びトレーサビリティは、充填情報と共に、ユーザによって維持され、調べることができる。一実施例において、コンテナ２の固有の識別子がスキャンされるとき、固有の識別子から読みだされたコンテナ識別情報は、ユーザによってコンテナ２に搭載された試料又は物品にリンク、一致、又は相互参照させることができる。

コンテナ識別情報に加えて、温度データ並びに他の場所及びトレーサビリティ情報も、コンテナ２の輸送中、コンテナ内に保管された物品と共に、測定及び記録することができる。例えば、内側温度センサが、コンテナ２の中の温度を監視するために、コンテナ２のカバー（例えば、図６のカバー６００）の内部領域に沿って、又は隣接して位置付けられてもよい。このような内側温度センサはまた、コンテナ２のカバーがコンテナ２から取り外されたときを検出するための手段であってもよい。代替的に、又はそれに加えて、外側温度センサが、特定の場合に、コンテナ２を囲む環境温度を測定するために、コンテナ２の外部に沿って位置付けられてもよい。このような外側温度センサは、コンテナ２が予測されたよりも高い環境温度に曝されたときに検出することができ、それによって所期より高い環境温度曝露を回避するために、コンテナ２の流通経路を必要に応じて変更することを可能にする。したがって、コンテナ２内に保管された物品の保存能力が、強化される。また更に、付加的な温度センサが、物品を囲む空間（すなわち、製品ホルダ又はメッシュ状導管３の領域）の温度を監視するために、コンテナ２の内部に設置されてもよい。

このような温度センサを使用することにより、環境温度とコンテナ２の内側温度との温度差が、特定のコンテナ２の耐久性をより正確に推定するために使用することができる。温度データはまた、充填が発生した施設におけるコンテナ２の所期耐久特性、及びコンテナ２の輸送中のスノーブロック１０消費をより良くシミュレートするために使用することができる。この様式で、コンテナ２の所期性能の信頼性を、コンテナ２をユーザに展開する前に、高めることができる。更に、コンテナ２の挙動の履歴（例えば、スノーブロック１０の消費、平均環境温度、コンテナ２の平均内部温度）が、輸送中に検出されるコンテナ２のいずれの異常な挙動及び／又は運送条件に対して警告を設定するために利用することができる。

測定された温度データは、コンテナ２内のデータチップ上に記憶することができ、追跡される温度データ並びに他のデータは、コンテナ２がその目的地に到着するとき、必要に応じて続いてダウンロードすることができ、それによって、ユーザがコンテナ２の選択と併せて、充填プロセスについての特定の判断を潜在的にするためにデータにアクセス及び使用することを可能にし、及び／又は出発地から目的地へのコンテナ２の配送ルートをより良くマッピングすることを可能にする。

ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）接続又は他の好適な転送手段を含む、多くの手段が、データを転送するために利用することができる。付加的に、スマートフォン用にカスタマイズされたアプリケーションが、例として、ブルートゥース（登録商標）無線接続手段を含む、無線接続手段を通じて、温度データ及び顧客識別情報等の他の情報と同期するように展開することができる。また更に、無線テレメトリデバイスをコンテナ２上に設置することができ、一度ゲートウェイが利用可能になると、コンテナ識別情報及び測定データを含む、生成された情報が、セルラーネットワークを通じてゲートウェイ及びセンサクラウドに遠隔転送することができ、それによってウェブサイト及び特定のアプリケーション上での利用が可能になる。本発明は、当該技術分野において既知の、又は（ｉ）コンテナの固有の識別子から生成された、（ｉｉ）測定された、（ｉｉｉ）追跡された、及び／又は（ｉｖ）コンテナ２の充填及び輸送中に記憶された、情報を転送するために今後展開され得る、他の好適な転送手段を想到する。

他のセンサがコンテナ２に組み込むことができることが、理解されるはずである。例えば、１つ以上のセンサが、コンテナ２の場所追跡を可能にするために、コンテナ２上に構成されることができる。場所追跡は、実施例として、どの物品がどのコンテナ２内に位置付けられるかを識別すること等の、特定の活動の温度データ及び追跡に相関することができる。この様式で、コンテナ２の場所及びコンテナ２内の物品の調子についてのリアルタイムでの情報が可能となり、物品の損傷を防止するために、リアルタイムでの修正行為を行うことを可能にする。更に、充填及び／又は輸送中に記録され、追跡された他の情報と併せて、コンテナ識別情報が、輸送中に消費されたスノーブロック１０の量を推定するために利用することができる。別の実施形態において、追跡情報及びコンテナ識別情報はまた、スノーブロック１０を収容し得、又は収容していなかった可能性のある、前に輸送されたコンテナにユーザが再度充填するように使用することもできる。この情報は、特定の物品の特定の目的地へのその後の輸送に関して、コンテナ２の付加的な使用又は寿命を付与するために、充填プロセス中にどの程度の付加的なスノーブロック１０が必要となるかを判断するために使用することができる。

更に、本発明は、限定するものではないが、生体試料の輸送及び保存、個人的な物品、家禽及び乳製品、を含む、様々な用途におけるアプリケーションを有する。

十分な温度保持又は耐久性を呈する、輸送可能なコンテナ内の原位置でＣＯ_２を充填し、ＣＯ_２スノーブロックを生成するための本発明のＣＯ_２スノー作製キットに関する能力が、以下の試験によって明示される。

比較実施例１（標準的な出荷容器）
直径１センチメートル（０．５インチ）の市販のＣＯ_２ドライアイスペレットを、図９に示される標準的な出荷箱に手動ですくい、設置した。標準的な出荷箱は、Ｓｏｎｏｃｏ Ｔｈｅｒｍｏｓａｆｅから商業的に入手可能であり、外側段ボール箱、発泡ポリスチレン断熱層、及び真空断熱パネルを含む、三層の断熱からなる。１ｃｍ（０．５”）ドライアイスペレットを、最も内側の箱内に設置した。熱電対を、出荷箱の上部近傍に設置した。

温度測定値を、ほぼ９６時間得た。結果は、図８に示される。標準的な出荷容器内の温度は、試験過程全体にわたって徐々に増加した。

実施例１（本発明）
本発明の原理に従って、図１ａに示されるようなプロトタイプキットを、製作し、組み立てて、ＣＯ_２スノーブロックを生成した。円筒状のメッシュ状管を、ほぼ円筒状のコンテナの内部に挿入し、設置した。コンテナは、４９．３センチメートル（１９．４インチ）の全体の高さ（コンテナ２の最も底の部分からコンテナ２の最も上の部分まで及び高さとして画定される）、９．０９センチメートル（３．５８インチ）の首部径、及び２３センチメートル（９．２インチ）の全体径（側壁から側壁までのコンテナ２の最も広い部分として画定される）を有した。合計の内部保管容積は、コンテナの上部に固定された上部カバーで、約６リットルであった。円筒状メッシュ状管は、約１リットルの容積を有した。

環状フロー導管ネットワークを含むスノー充填器を、環状フロー導管ネットワークの周辺部に沿って配置された複数のノズルを伴い、メッシュ状導管の上部部分に接続した。フロー導管ネットワークの中心開口部を、次いで、液体ＣＯ_２源に取り付けられたＣＯ_２パイプに接続した。

液体ＣＯ_２を、ＣＯ_２ガスを伴う液体ＣＯ_２ガス源から導入して、液体ＣＯ_２の圧力が１．０ＭＰａ（１５０ｐｓｉｇ）より低く落ち込まないことを確実とし、それによって環状フロー導管ネットワークのパイプ及び／又はノズル内の時期尚早の固体ＣＯ_２の形成を回避した。固体ＣＯ_２の形成は、配管及び／又はノズルを目詰まりさせる可能性を有する。

ＣＯ_２スノー粒子及びＣＯ_２オフガスを、コンテナ内で製造した。ＣＯ_２オフガスは、メッシュ状管を通過し、次いでコンテナから出た。ごく少量のＣＯ_２スノー粒子が、メッシュ状管の内部通路を通り、内部通路内で形成することが観察された。

充填を、４．７６ｋｇ．（１０．５ｌｂｓ．）のＣＯ_２スノー粒子がコンテナ内に蓄積するまで継続した。ＣＯ_２スノーは、密着して保持される粒子のほぼブロック形状の整合性を伴う環状の形状のようであった。ＣＯ_２スノーブロックは、加圧された液体ＣＯ_２流体が、周囲温度及び圧力条件で空のコンテナに導入されるときに製造された、従来型の綿毛状のＣＯ_２スノー粒子の典型的な整合性よりも、非常に濃いことが視覚的に現れた。

次に、ＣＯ_２スノーブロックの特性を、市販の直径１ｃｍ（０．５”）のＣＯ_２ドライアイスペレットの特性に対して、判定、比較した。嵩密度を、コンテナ内を満たしたＣＯ_２スノーブロック又はドライアイスペレットの重量に対する、空間の容積、の比を計算することにより判定し、その中にＣＯ_２スノーブロック又はドライアイスペレットを満たした。この様式で、本発明の充填方法により製造されたＣＯ_２スノーブロックのための嵩密度を、９６１ｇ／Ｌ（６０．０ｌｂ／ｆｔ^３）と判定した。市販の直径１ｃｍ（０．５”）のＣＯ_２ドライアイスペレットを、ＣＯ_２スノーブロックを作製するために利用したコンテナのものと同じ容積内に充填した。概して、条件を満たすドライアイス密度を得るための基準を表現するＣＯ_２ドライアイスペレットを、プロトタイプキットで使用するとき、９４８ｇ／Ｌ（５９．２ｌｂ／ｆｔ^３）の嵩密度を有すると判定した。これらの結果は、本発明の充填方法が、プロトタイプキット内を満たしたＣＯ_２ドライアイスペレットの嵩密度に対して、匹敵するか、又はより高い嵩密度を伴う比較的高い密度のＣＯ_２スノーブロックを製造することが可能であるということを示す。

実施例２（本発明）
実施例１で記載されるように、本発明のプロトタイプの温度プロファイルが、プロトタイプ内で製造されたＣＯ_２スノーブロックを伴い、評価され、次いで、比較実施例１で記載されるように、評価された標準的な出荷容器内に収容されたＣＯ_２ドライアイスペレットの温度プロファイルと比較した。

メッシュ状管及びスノー充填器を、プロトタイプキットのコンテナから取り外した。次いで、熱電対を、コンテナのカバーの底部のやや下に設置した。上部カバーを、コンテナの開口部上に設置した。

温度測定値を、ほぼ９６時間得た。結果は、コンテナ内で原位置生成されたＣＯ_２スノーブロックを伴うプロトタイプコンテナは、９０時間にわたって－６０℃以下の温度になるということを示した。結果は、図８に示される。所与の時間の温度は、コンテナ内に位置する異なる熱電対から得られた温度測定値の平均を表現する。本発明のプロトタイプの温度プロファイルを、標準的な出荷箱のものと比較して、より長い期間、より低い温度で保持した。付加的に、本発明のプロトタイプキットが、標準的な出荷箱のものよりもその試料空間内の温度変化が少ないことが観察された。

実施例３（本発明）
本発明のプロトタイプキットの性能上の異なるＲ値の効果を評価した。当該技術分野で既知のように、Ｒ値は、耐久性を数値で表すために採用される熱抵抗の測定値であり、ある物品が、ある所定の温度以下の温度でコンテナ内に維持され得る持続時間の指標である。本明細書で実行される試験において、所定の超過しない温度は、－６０℃であった。実施例１及び実施例２で採用された同じコンテナを、試験を実行するために使用した。最初に製造されたコンテナを、１０００ミクロンのレベルまで真空被覆した。コンテナは、真空ポートを含み、真空断熱壁へのアクセスを可能にした。真空デバイスを、必要に応じて真空ポートに接続して、耐久性を評価するために異なる真空レベルを達成した。

第１の試験において、およそ１０００ミクロンの真空断熱被覆におけるコンテナの耐久性を評価した。ＣＯ_２スノーブロックを、実施例１に記載された本発明の充填方法に従って製造した。次に、コンテナの温度プロファイルを、実施例２に記載されるように生成した。温度を測定し、図式的な結果を、図８に示すように「本発明のプロトタイプ」に表記する。データは、コンテナの内部の試料空間が、ほぼ４日間、－６０℃より暖かい温度に達していなかったことを示す。温度データに基づいて、出荷容器のＲ値を、０．７９ｍ^２ ｈｒ℃／ｋＪ（１８ｆｔ^２ｈｒ°Ｆ／Ｂｔｕ）と算出した。

第２の試験において、真空デバイスを、真空ポートに接続して、被覆内の真空レベルを１０００ミクロン～およそ１０ミクロンまで低下させた。ＣＯ_２スノーブロックを、実施例１に記載された本発明の充填方法に従って製造した。次に、コンテナの温度を、実施例２に記載されるように生成した。温度を測定し、図式的な結果を、図１１に示すように「本発明のプロトタイプ」に表記する。データは、コンテナの内部の保管空間が、ほぼ３７日間、－６０℃より暖かい温度に達していなかったことを示す。このように、これらの試験は、真空レベルが１００倍に高まったとき、コンテナの耐久性が９倍超高まったことを示す。

本発明の特定の実施形態とみなされるものを示し、記載してきたが、当然ながら、本発明の趣旨及び範囲から逸脱することなく、形態又は詳細の様々な修正及び変更を容易に行うことができることが理解されるであろう。したがって、本発明は、本明細書において示され、説明される正確な形態及び詳細に限定されず、本明細書において開示され、以下に特許請求される本発明の全範囲に満たないいかなるものにも限定されないことを意図する。

Claims (23)

1. コンテナ内のＣＯ_２を現場で充填し、ＣＯ_２スノーブロックを生成するための二酸化炭素（ＣＯ_２）スノー作製キットであって、前記キットは、
   内側メッシュ状導管容積及びスノー室に画定された内部容積を含むコンテナであって、ＣＯ_２スノーブロックは、前記スノー室の中に生成されて保管されるように構成されており、前記内部容積は、複数のコンテナ壁によって更に囲まれている、コンテナと、
   メッシュ状導管を受容するように構成された前記内側メッシュ状導管容積と、
   ガスは通過させるが、前記ＣＯ_２スノーブロックは前記スノー室内に実質的に残るようにするために十分な多孔質の開口部を備える前記メッシュ状導管と、
   前記メッシュ状導管に動作可能に又は一体的に接続された又は前記メッシュ状導管を通されたＣＯ_２スノー充填器であって、前記ＣＯ_２スノー充填器は、ＣＯ_２流体を前記スノー室の中へ選択的に方向付けるように構成されており、前記ＣＯ_２スノー充填器は、前記スノー室と流体連通する１つ以上の開口部を更に備える、ＣＯ_２スノー充填器と、
   を備える、キット。
2. 前記スノー室は、前記内側メッシュ状導管容積を単独で占める、請求項１に記載のキット。
3. 前記スノー室は、前記メッシュ状導管を少なくとも部分的に囲み、更に、前記ＣＯ_２スノー充填器は、前記メッシュ状導管に接続し、又は、前記メッシュ状導管を通って延在しており、前記ＣＯ_２スノー充填器のノズルが、前記スノー室に向かって配向されるようになっている、請求項１に記載のキット。
4. 前記ＣＯ_２スノー充填器は、前記メッシュ状導管と密封接続を生成しているが、前記コンテナと非密封接続を生成している、請求項１に記載のキット。
5. 前記コンテナは、前記ＣＯ_２スノー充填器の一部分が、前記開口部を通って延在しており、ガスが、前記開口部を通ってベントすることができる、請求項１に記載のキット。
6. 前記コンテナの前記内部容積は、内側製品保管容積を含み、前記内側製品保管容積は、前記スノー室から分離しており別個になっている、請求項１に記載のキット。
7. コンテナ内で二酸化炭素（ＣＯ_２）スノーブロックを現場で充填するための方法であって、前記方法は、
   ＣＯ_２流体を、メッシュ状導管に動作可能に又は一体的に接続されたＣＯ_２スノー充填器に供給する工程であって、前記メッシュ状導管は、前記コンテナの内部内に位置付けられている、工程と、
   前記ＣＯ_２流体をスノー室内に選択的に方向付ける工程と、
   前記スノー室においてＣＯ_２スノー粒子及びガスを現場で生成する工程と、
   前記ガスを前記メッシュ状導管に通過させる工程と、
   を含む、方法。
8. 前記方法は、前記ＣＯ_２スノー充填器を前記コンテナに封止することなく、前記ＣＯ_２スノー充填器を前記コンテナの開口部の中へ導入する工程を更に含む、請求項７に記載の方法。
9. 前記方法は、前記ＣＯ_２スノー粒子を圧縮して、実質的にＣＯ_２スノーブロックを形成する工程を更に含む、請求項７に記載の方法。
10. 前記方法は、内側製品保管容積の中への前記ＣＯ_２スノー粒子の実質的な移動又は通過なしに、前記ＣＯ_２スノー粒子を前記スノー室の中に現場で堆積させる工程を更に含む、請求項７に記載の方法。
11. 前記方法は、前記ＣＯ_２スノー粒子を現場で充填することに関する情報を生成する工程を更に含み、前記情報は、（ｉ）前記コンテナのための固有の識別子の中へ組み込まれるか、又は、（ｉｉ）データベースに転送される、請求項７に記載の方法。
12. コンテナにおけるＣＯ_２スノーブロックの現場での生成のために、現場で二酸化炭素（ＣＯ_２）スノー充填システムを組み立てるための方法であって、前記方法は、
    ＣＯ_２源を提供する工程と、
    コンテナを提供する工程であって、前記コンテナが、内側製品容積及びスノー室を更に備える、工程と、
    メッシュ状導管を提供する工程と、
    前記メッシュ状導管を前記コンテナの中へ挿入する工程と、
    前記ＣＯ_２スノー充填器を提供する工程と、
    前記ＣＯ_２スノー充填器の第１の端部を前記メッシュ状導管に動作可能に接続するか又は前記メッシュ状導管を通す工程と、
    ＣＯ_２流体を前記スノー室の中へ方向付けるが、前記内側製品容積の中へは方向付けないように、前記ＣＯ_２スノー充填器を構成する工程と、
    前記ＣＯ_２スノー充填器の第２の端部を前記ＣＯ_２源に動作可能に接続する工程と、
    を含む、方法。
13. 前記方法は、前記コンテナとの密封接続を生成することなく、前記ＣＯ_２スノー充填器の前記第１の端部を前記メッシュ状導管に動作可能に接続する工程を更に含む、請求項１２に記載の方法。
14. スノー室の中にＣＯ_２スノーブロックを製造するように適合された二酸化炭素（ＣＯ_２）スノー充填器システムであって、前記スノー充填器システムは、
    メッシュ状導管であって、前記メッシュ状導管は、多孔質の開口部を備えており、前記多孔質の開口部は、ＣＯ_２オフガスが前記多孔質の開口部を通過するには十分であるが、前記ＣＯ_２スノーブロックの粒子を実質的に遮る、メッシュ状導管と、
    前記メッシュ状導管に動作可能に又は一体的に接続された又は前記メッシュ状導管を通されたＣＯ_２スノー充填器であって、前記ＣＯ_２スノー充填器は、ＣＯ_２流体を前記スノー室の中へ選択的に方向付けるように構成されている、ＣＯ_２スノー充填器と、
    を備える、スノー充填器システム。
15. 前記ＣＯ_２スノー充填器のノズルは、内側メッシュ状導管容積に向かって配向されている、請求項１４に記載のスノー充填器システム。
16. 前記ＣＯ_２スノー充填器のノズルは、内側メッシュ状導管容積から離れるように配向されている、請求項１４に記載のスノー充填器システム。
17. １つ以上の物品を保管すること、保存すること、又は輸送することのために構成された装置であって、前記装置は、
    第１の領域及び第２の領域を含む内部容積によって特徴付けられるコンテナであって、前記第１の領域が、内側製品保管容積であり、前記第２の領域が、スノー室であり、その中にＣＯ_２スノーが保管され、前記コンテナが、前記第１の領域及び前記第２の領域を少なくとも部分的に囲む複数の断熱コンテナ壁を更に備える、コンテナと、
    前記内部コンテナ容積の中に位置付けられているメッシュ状導管又は製品ホルダと、
    を備え、
    前記ＣＯ_２スノーの実質的にすべてが、前記スノー室を占めるように適合されており、それによって、前記ＣＯ_２スノーは、前記スノー室の中に閉じ込められており、
    前記内側製品保管容積は、前記スノー室から分離しており別個になっており、前記内側製品保管容積は、保管、保存、及び／又は輸送のために、１つ以上の物品を受容するように適合されている、装置。
18. 前記スノー室は、前記メッシュ状導管又は前記製品ホルダの中に位置付けられている、請求項１７に記載の装置。
19. 前記コンテナの前記内部容積は、スノー室及び内側製品保管容積から本質的に構成される、請求項１７に記載の装置。
20. 前記スノー室は、前記内側製品保管容積に対して外側に位置しており、前記内側製品保管容積は、前記メッシュ状導管又は前記製品ホルダの中に位置付けられている、請求項１７に記載の装置。
21. 前記装置は、固有の識別子を更に備え、前記固有の識別子は、前記固有の識別子の中にコンテナ識別情報を埋め込むように構成されており、前記コンテナ識別情報が、前記固有の識別子を読み取ることによって検索可能である、請求項１７に記載の装置。
22. 前記壁が、前記壁内に位置付けられるゲッタ材を備え、前記ゲッタ材が真空及び断熱レベルを維持し、前記ＣＯ_２スノーと好適に対応する、請求項１７に記載の装置。
23. 前記スノー室が、発泡体充填材料又は吸収剤を有していないことを特徴とする、請求項１７に記載の装置。

Images