JP4770476B2 - 恒温輸送容器 - Google Patents

Description

本発明は、輸送容器に関する。

細胞組織などの物質を保温して輸送する恒温輸送容器の例が、特許文献１に記載されている。この公報に記載の輸送容器では、細胞組織医療用具を室温領域で輸送するために、輸送容器を内側容器と外側容器の二重構造とし、内側容器には蓄熱および熱移動を緩衝させる機能、外側容器には断熱機能を設け、それらが熱緩衝材を介して構成される。これにより、室温領域での輸送を可能にしている。

一方、魚などの鮮度維持を目的としたクーラーボックスの例が、特許文献２に記載されている。この公報に記載のクーラーボックスでは、蓄熱材による保冷効果を容器全体に速やかに伝達させ、かつ外部からの熱漏洩を低減するために、断熱材で構成された容器の内部に熱伝導性の良い金属部材で構成した内缶を装着すとともに、この内缶には外側に突出する突起部を設け、容器との隙間に空気層を形成するように構成されている。

特開２００４−２１７２９０号公報 特開２００２−１２０８８０号公報

上記従来の医療用具の輸送容器は、簡便に輸送対象品を所定の温度範囲に保持することができる。しかし、内側容器内に収容する蓄熱材を適正に輸送品の周囲に配置しないと、蓄熱材が保有する熱量が有効に温度の保持に利用できず、必要な蓄熱量を収容した場合でも、所定の時間，温度を保持できなくなる恐れがある。例えば、輸送容器の底面からの放熱が大きすぎると、底面側に設置した蓄熱材の保有熱量が早期に消費され、底面側の温度が低下し始める。この場合、上面側，側面部に十分な蓄熱量を有する蓄熱材を配していても、これらの蓄熱量を利用することができない。したがって、長時間にわたって輸送品の温度を保持するためには、過剰に蓄熱材を封入するか、あるいは周囲条件や容器形状および輸送品ごとに適正な蓄熱材配置を決定する必要があった。

また、上記従来のクーラーボックスは、熱伝導性の良い金属部材で輸送対象品や蓄熱材を収容する内缶を構成しているため、蓄熱材の温度を内缶全体に速やかに伝達させることができる。しかし、内缶全体にわたって熱を伝達させやすくしたことにより、周囲に形成される空気層への熱損失または熱漏洩の増大は避けられず、長時間にわたって所定温度を保持するにはより多くの蓄熱材を封入する必要があった。

本発明は、上記従来技術の不具合に鑑みなされたものであり、その目的は、簡便な構成の恒温輸送容器において、長時間にわたって所定温度範囲を保つことにある。本発明の他の目的は、細胞等の輸送対象品を長期にわたり恒温で輸送可能にすることにある。そして、これらの目的の少なくとも一つを達成することを目的とする。

上記目的を達成するために、恒温輸送容器において、壁面を断熱部材で構成した断熱容器の内部に、蓄熱材，熱伝導部材、および輸送品を収納する個装容器を収容できる構成であって、熱伝導部材を蓄熱材と個装容器の間に積層し、かつ熱伝導部材の端部を個装容器の周囲を囲むように折り曲げ、断熱容器の内部は収容部が円筒状であり、蓄熱材，熱伝導部材、および輸送品を収納する個装容器を収容するための格納容器を収容部に固定した構成であって、かつ格納容器の側面に、蓄熱材，熱伝導部材、および個装容器の出し入れを可能とする切り込みをいれた。

本発明によれば、恒温輸送容器内に適切に熱伝導部材を配したので、熱伝導部材による熱損失および熱漏洩を極力少なくし、かつ熱伝導により輸送品を収容する個装容器内における温度分布を一様化することができる。また、個装容器上下に設置する蓄熱材から個装容器周囲への熱移動を促進する構造となっているため、温度の保持に蓄熱材の保有蓄熱量を有効に利用することができる。したがって、輸送品の温度を長時間にわたりほぼ一定に保つことができる。

以下、本発明に係わる恒温輸送容器の一実施例を、図１ないし図４を用いて説明する。図１に恒温輸送容器の縦断面図、図２に恒温輸送容器の横断面図を示す。

恒温輸送容器３０は、円柱状の断熱容器１とこの断熱容器１の上面を覆う蓋２５とを有している。断熱容器１は、円柱状の容器２で形成され、この容器２の内壁に沿って真空断熱材３が設置されている。真空断熱材３の内側には、発泡スチロールやウレタンフォーム、あるいはスポンジ等を材料とする緩衝材４が配置され、この緩衝材４と容器２底部に設置した同様な材質の緩衝材５によって、容器２中央部に円柱状の空間部７が形成される。

空間部７には、図３に示すように、蓄熱容器１０，熱伝導部材１１、および輸送品（図示せず）を収容した個装容器１２が積層されるようにして設置される。蓄熱容器１０あるいは個装容器１２の隅部は、図２に示すように、緩衝材４と接し、これによって蓄熱容器１０，個装容器１２、および熱伝導部材１１が空間部７に固定される。熱伝導部材１１は、コの字型に成型され、個装容器１２の上下から個装容器１２の側面を覆うように配置される。

蓋１５には、断熱と衝撃吸収を兼ねた緩衝材５と真空断熱材３が設置され、緩衝材５の弾力性を利用して空間部７の気密性を保持するとともに、かつ開閉可能な構造となっている。

図４に、個装容器１２に輸送品８を保持する詳細、および蓄熱材９の配置についての詳細を示す。個装容器１２は、ほぼ同一形状の蓋部１３と箱部１４とを有する。蓋部１３と箱部１４との合わせ面は、伸縮可能な膜１５で覆われている。この膜１５が形成する空間に輸送品８が保持され、膜１５上部の蓋部１３における空間と膜１５下部の箱部１４における空間内に、蓄熱材９が保持される。蓄熱材９には、リン酸ナトリウム，パラフィン，水などのように、一定の温度で相変化する潜熱蓄熱材の使用が望ましく、また、容器内での偏りを防止するためにプラスチック袋などに分割封入して、蓄熱容器や個装容器内に設置することが望ましい。

真空断熱材３は、繊維状のコア部材の周囲を薄板またはフィルムで密封し内部を真空引きして形成したもので、コア部材としては、例えば金属細線やグラスウール繊維、フィルム材としては、アルミやステンレスの薄板またはフィルムが用いられる。

なお、個装容器１２は、内部の状態を把握できるように、透明な樹脂製のものが望ましい。

このように構成した本実施例の恒温輸送容器３０の作用および動作を、以下に説明する。

容器内における所定の温度が周囲温度と異なる場合、温度差を駆動力として熱の移動が発生する。周囲温度の方が低い場合、容器内部から容器外部の方向に、逆に周囲温度の方が高い場合には、周囲から容器内部に向かって熱の移動が発生するが、まずは、個装容器１２の上下に設置した蓄熱材９がこの熱移動量とほぼ同じ熱量を放出および吸収することによって、個装容器１２における熱移動が防止される。個装容器１２の上下面では、蓄熱容器１０が隣接して設置されているため、熱移動に必要な温度差が生じず、個装容器１２に流入あるいは個装容器１２から流出しようとする熱は発生しない。一方、個装容器１２の側面では、蓄熱材９から熱伝導によって伝わった熱が個装容器１２の側面を覆う熱伝導部材１１を個装容器１２内部とほぼ同じ温度に保つため、個装容器１２の側面においても温度差は発生せず、この結果、熱移動が防止される。蓄熱材９は、一定の温度で熱の放出および吸収を行うため、個装容器１２に収容された輸送品８の温度も一定に保持されることになる。

蓄熱容器１０内の蓄熱材９が相変化を終えた後は、個装容器１２内に設置した蓄熱材９によって、輸送品８の温度が維持される。

熱伝導部材１１の作用について、試験結果に基づき説明する。図５に、熱伝導部材による温度保持効果を表す試験結果を示す。図５（ａ）は熱伝導部材を設置しない場合、図５（ｂ）は本実施例のように熱伝導部材を設置した場合についての結果を示す。図中の曲線は、輸送品が収容される伸縮膜内部の中央部およびその周辺部の温度（輸送品の設置箇所に相当）と、蓄熱容器内に設置した蓄熱材の温度を表す。なお、熱伝導部材には銅板、蓄熱材には３６℃近辺で相変化する物質を使用し、周囲温度は２℃とした。

図５から、熱伝導部材を設置しない場合には、蓄熱容器内の蓄熱材の温度よりも先に、伸縮膜内部の周辺部から温度低下が始まり、輸送品周りの温度分布が不均一となることがわかる。一方、熱伝導部材を設置した場合には、温度の維持に、まず蓄熱容器内に設置した蓄熱材の有する熱量が消費され、つづいて個装容器内に設置した蓄熱材の熱量が利用されるため、伸縮膜内部周辺部における温度低下が遅延し、輸送品周りの温度の均一化が達成されることになる。

温度低下後の曲線の傾きは、熱伝導部材を設置した場合の方が大きいが、これは蓄熱材の大部分が相変化（凝固）していることを意味する。熱伝導部材を設置しない場合には、温度低下後も温度曲線の勾配は緩慢で、蓄熱材が相変化を完了する以前に温度が低下し始めることになる。したがって、熱伝導部材の設置により、蓄熱材が有する蓄熱量の多くの割合を温度の保持に利用できるようになり、重量の増大につながる蓄熱材の過剰封入を防止することができる。

なお、熱伝導部材１１の設置によって熱損失は大きくなるが、上記のような蓄熱利用率の向上効果によって、この負の作用は相殺される。熱伝導部材１１による熱損失の増大を最小限に防ぐには、熱伝導部材１１が個装容器１２と面しない表面での熱移動を減少させることが重要で、熱伝導部材１１が空間部７と面する表面に、ウレタンやスポンジ材などの断熱材を装着するなどの方策が有効である。

本実施例ではコの字型に成型した熱伝導部材１１の作用について説明したが、熱伝導部材１１の形状については、蓄熱容器１０内の蓄熱材９から熱の授受が可能で、かつ個装容器１２の側面を覆うような構造を有したものであれば、同様の効果を得ることができる。また、熱伝導部材１１には、銅板以外にも、アルミ板，ステンレス板など熱伝導性の高い材料が使用可能である。

本実施例では、断熱容器内に設けた空間部７が、断熱層の役割を果たすとともに、蓄熱容器１０や個装容器１２などの出し入れを容易にするといった作業性の向上にも寄与している。なお、断熱性をより重視する場合には、操作性は低下するが、空間部７を断熱材などで塞ぐことも可能である。

本発明に係わる恒温輸送容器３０の他の実施例を、図６ないし図８に示す。図６は本実施例の縦断面図、図７は横断面図を示す。本実施例が図１に示した実施例と相違するのは、個装容器１２，蓄熱容器１０などを収容するための格納容器１６を新たに設け、図８に示すように個装容器１２，蓄熱容器１０の出し入れを容易にするために、格納容器１６の側面に切り込み２０を入れたことにある。

本実施例では、格納容器１６が緩衝材４にその隅部によって固定され、この格納容器
１６の内部に個装容器１２，蓄熱容器１０，熱伝導部材１１が、上下に配置した緩衝材
１７に挟まれる形で収納される。このため、輸送品の出し入れ時に、空間部７を囲む緩衝材４などを傷つける恐れがなくなり、長期にわたる装置の信頼性を保障することができる。

なお、本実施例では、輸送時の衝撃や振動等による真空断熱材３の損傷を防止するため、真空断熱材３の前後にスポンジ等の柔軟な材料で構成された保護材１８を設置している。また、真空断熱材３の内側には、硬質な樹脂等で形成された円筒状の部材１９を設置し、真空断熱材３を固定するとともに、空間部７の気密性を上部に配置する開閉可能な緩衝材６とともに確保できる構成となっている。

第１の実施例における鉛直方向断面図。 第１の実施例における水平方向断面図。 蓄熱容器，熱伝導部材，個装容器の設置方法。 個装容器，蓄熱容器の内部詳細図。 熱伝導部材の効果を表す試験結果。 第２の実施例における鉛直方向断面図。 第２の実施例における水平方向断面図。 格納容器の詳細と、蓄熱容器，熱伝導部材，個装容器の設置方法。

符号の説明

１…断熱容器、３…真空断熱材、４…緩衝材、７…空間部、８…輸送品、９…蓄熱材、１０…蓄熱容器、１１…熱伝導部材、１２…個装容器、１６…格納容器、３０…恒温輸送容器。

Claims (2)

1. 壁面を断熱部材で構成した断熱容器の内部に、蓄熱材，熱伝導部材、および輸送品を収納する個装容器を収容できる構成であって、前記熱伝導部材を前記蓄熱材と前記個装容器の間に積層し、かつ前記熱伝導部材の端部を前記個装容器の周囲を囲むように折り曲げ、 前記断熱容器の内部は収容部が円筒状であり、前記蓄熱材，熱伝導部材、および輸送品を収納する個装容器を収容するための格納容器を前記収容部に固定した構成であって、かつ前記格納容器の側面に、前記蓄熱材，熱伝導部材、および個装容器の出し入れを可能とする切り込みをいれたことを特徴とする恒温輸送容器。
2. 前記熱伝導部材はコの字型に成型し、前記蓄熱材と熱的に接し、かつ前記個装容器の側面を覆うように設置することを特徴とする請求項１記載の恒温輸送容器。

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