JP5780691B2 - 輸送コンテナ等における内部温度の維持方法および装置 - Google Patents

Description

本発明は、実質的に密閉容積または空間を形成するコンテナ内部の温度を、その内部に配置された冷媒によって、この種のコンテナが輸送する物品に適した温度に維持する方法およびその装置に関し、その冷媒は蒸発温度の低い相変化物質（Ｐｈａｓｅ Ｃｈａｎｇｅ Ｍａｔｅｒｉａｌ、これを以下ＰＣＭと略記する）であって、コンテナ内部の温度を物品に適応した温度に維持する役割を果す。

コンテナ等の内部にドライアイス、すなわち固形炭酸または同様のＰＣＭを充填した容器を配置する方法は公知であるが、これらの物質は輸送中、周囲環境の温度の影響を受けて蒸発または昇華するため、この方法(プロセス)は温度の制御が困難である。そのため、ドライアイスには多額のコストが掛かり、コンテナ内部を所望の温度にできる限り近づけるように制御することは困難であるため、機能も不十分である。

さらに、輸送ボックスなどの壁部に密閉空間を設け、この空間に溶融温度の高いＰＣＭ、たとえば水などを充填する方法も公知である。これらの輸送ボックスは物品を積載する前に充分冷却された場所に保管されるため、ＰＣＭが固体の状態となる。輸送中、固体から液体への変化に必要な熱が、輸送ボックスの壁部を通過する外気から回収され、内部はほとんど影響を受けない。長時間の輸送で輸送ボックスの内部を所望の温度に維持するためには、ＰＣＭが水あるいは冷凍した混合液体である場合、かなりの量を必要とするため、何らかの問題を生じる可能性がある。

上に述べた方法、すなわちドライアイス、液体二酸化炭素または液体窒素等の公知の低蒸発温度ＰＣＭを利用する方法が、実際にはむしろ、あまり用いられない理由として、コストの問題と、極めて低い温度が輸送物にマイナスの影響を及ぼしやすいという事実が挙げられる。

同じく重要な短所として、輸送物を０℃未満に冷却してはいけない場合、蒸発するドライアイスの貯蔵容器から輸送物を隔離する必要があるためドライアイスの冷熱エネルギーを十分に利用できず、取り扱いコストがかさむ点も挙げられる。

本発明の新規の概念は、低蒸発温度の第１のＰＣＭおよび輸送物・商品に所望される温度近くに融解点を有する第２のＰＣＭを併用することにある。このような方法によってΔ−ｔ（温度差）も小さくなるため、結果としてドライアイスの必要量の大幅な削減、より安全で制御し易い機能の提供、ドライアイスまたは同様のＰＣＭの使用量およびコストの基本的な削減が可能となる。

本発明の方法は、感温性の物品、たとえば要冷蔵品または冷凍食品などの輸送に用いる断熱コンテナや輸送ボックスの内部を所望の温度に維持する必要性に基づいている。今日ドライアイスはこの種の輸送に頻繁に用いられ、断熱輸送コンテナの上方に配置された容器に収容される。Δ−ｔが大きいため（外気または周囲温度が２２℃のときは１００℃）、ドライアイスの潜熱「冷熱エネルギー」がコンテナの屋根および壁部から大量に逃げてしまう。熱は低温領域を求めて移動するため、周囲の熱がすぐにコンテナの隔離材を通過してしまう。

本発明にしたがって構成され、ドライアイスまたは第１ＰＣＭが収容される容器は、底部と、蓋のような頂部と、側部とを有し、底部および頂部には、場合によっては壁部にも
中空部または内部空間が形成され、これらの場所には、第２ＰＣＭが収容される。第２ＰＣＭは常温では液体の状態であるため、融解および凝固温度が高い。第２ＰＣＭは水または水混合液でもよく、この第２ＰＣＭを好ましくは密閉可能な袋または柔軟性を有する容器に充填し、これを上記した底部、頂部および側部の中空部に配置する。当然ながら、第２ＰＣＭを直接それぞれの中空部に充填することも可能だが、袋などの容器を用いることによって漏れる危険性を軽減または回避することができる。

容器の頂部は、容器内に収容するドライアイスまたは第１ＰＣＭの上に載置できるように、容器の壁部の内側に配置可能な大きさとすることが好ましい。こうすることで、頂部の縁部を蒸発したドライアイスの通路にすることができる。

ドライアイスまたは同様の第１ＰＣＭを容器内部の所望の部分に充填し、この容器を輸送コンテナに取り付けるとすぐに、ドライアイスは蒸発または昇華し始める、すなわち固体から気体へと変化し始める。その結果放出された冷気によって、容器の蓋部、底部および場合によっては壁部の内部に収容されている凝固点の高い第２ＰＣＭは固体に変化する。

輸送中、感温性の物品を収納するコンテナが周囲の熱に晒されると、輸送コンテナ内部の熱が容器の外側に影響を与え、ドライアイスの影響で最初は固体の状態で、それを維持していた容器内の中空部に収容されている相変化物質は、液体に変化し始める。この第２ＰＣＭはコンテナ内部の周囲の熱によって徐々に変化し、最終的には液体となる。しかし、ドライアイスが存在する限り、その反対作用によって融解は遅らせることができる。

本発明の長所は、コンテナ内部の物品収納スペースの温度を、ただ輸送する物品の最適温度に応じて適当な水混合液を選択するだけで、広い範囲から、たとえば８℃、０℃、−３℃、−１２℃、−１７℃、−２１℃または−３２℃の中から選ぶことができる点にある。

上述したように、ドライアイスのΔ−ｔは、外気あるいは周囲温度が２２℃のとき１００℃である。融解温度が−２１℃の第２ＰＣＭによって、Δ−ｔは外気が２２℃であれば４３℃となる。第２ＰＣＭの融点が０℃の場合、外気が２２℃であれば、Δ−ｔは２２℃となる。

本発明の重要な特徴は、第１ＰＣＭが第２ＰＣＭに密に囲まれている点である。これは、たとえ第２ＰＣＭ用の空間が底部と頂部のみに設けられていて、容器内部が部分的にしか囲まれていなくても、実質的に融点の低い第１ＰＣＭを収容することが可能な例である。その結果、周囲環境が第1ＰＣＭに直接及ぼす影響をかなり防ぐことができる。ここで言えることは、頂部および底部を必ずしもそれぞれ上向きおよび下向きに配置する必要はないという点である。たとえこの構成が好ましいとしても、その他の構成も可能である。

また、第２ＰＣＭ用の空間は、容器の壁部にも設けることが好ましい。このようにして、周囲環境が第１ＰＣＭに直接及ぼす影響を最小限に抑えることができる。

本態様では第２ＰＣＭが従来技術とは対照的に、第１ＰＣＭを囲み、その集合体が保冷すべき空間に配置されているため、従来技術からはこのような方法を想起し得ない。

このことは、容器に充填したドライアイスの潜冷熱エネルギーの消費量が、使用するＰＣＭのΔ−ｔに正比例するので、非常に重要である。

以下、本発明について添付図面を参照して説明する。
本容器は、上述のとおり輸送コンテナ等の内部に設置することを目的としており、その内部には感温性の輸送物を収納する。

図示の容器は、底部１と、蓋として働く頂部２と、側壁部３とで構成されている。底部および頂部は、内方層と外方層とを備え、これらの２層は空間４および５を形成する。場合によって、特に容器が高さを有する場合には、６に示される位置で側壁部３にも空間を形成することも可能である。空間４および５の内部には、図に示すように、適当な種類の第２ＰＣＭを収めた袋７が多数収容されている。

頂部２である蓋の端部と側壁部３の間には、隙間８が存在する。このため、蓋は容器内に配置されたドライアイスまたは第１ＰＣＭの上に載置すれば、蒸発する気体を隙間から逃すことができる。

通常、容器全体にドライアイスを充填し、それによって第２ＰＣＭは固体に変化する。ドライアイスの影響によってこの第２ＰＣＭは固体に変化し、それを維持するため、容器内部全体が輸送コンテナ等の内部で温度制御部材を形成する。コンテナに流入する熱は底部、蓋部および妥当な場合は壁部の内部に収容するＰＣＭを溶解するために消費されるが、残りのドライアイスがこの進行を遅らせる、または妨げる。

本発明は特許請求の範囲において変更可能である。ある変更態様において、第１ＰＣＭをたとえばスライド式で可動する別の輸送ボックスに収容して、第２ＰＣＭを収容する底部、頂部、および場合によっては壁部を有する外方容器に配置することも可能である。この輸送ボックスをこのように配置してから、第２ＰＣＭを収容する蓋部または壁部で外方容器の開口部を覆うこともできる。これとは別に、輸送ボックスに設ける第２ＰＣＭを収容した壁部を、少なくとも１つとすることも可能である。

特定の場合における用途および要件に応じて、別の第１ＰＣＭおよび第２ＰＣＭを利用することも可能である。特に第２ＰＣＭは水を含む別の混合物でも可能であるが、本発明において非水性の材料を利用することも可能である。

本発明による輸送コンテナ内部に配置するよう構成された容器を略式に示す断面図である。

Claims (7)

1. 感温性または温度依存性の物品を収納して輸送するための密閉式輸送コンテナ内を、ドライアイスを冷媒に用いるか、融解、昇華または蒸発温度が低温または極低温であるドライアイスに類する第１相変化物質を冷媒に用いて所望温度に保冷する方法において、底部と頂部と側部を有する容器内に、ドライアイスまたは第１相変化物質を収め、容器全体が冷却要素を構成する保冷容器を、前記輸送コンテナ内に配置し、容器全体が冷却要素である前記保冷容器の頂部（２）および底部（１）を空間（４，５）が内在する二重構造とし、相転移温度が前記輸送コンテナ内で所望される温度に適応して、しかもその相転移温度がドライアイスまたは第１相変化物質のそれよりも高い第２相変化物質を、前記輸送コンテナ内の所望温度近くに凝固点および融解点を有する物質から選択し、それを前記空間（４，５）に収めることで、前記保冷容器内のドライアイスまたは第１相変化物質の少なくとも一部が、第２相変化物質で囲まれ、該第２相変化物質は、最初に液体状態にある水混合液であり、これにより、第１相変化物質は、その融解、昇華または蒸発の結果生じる冷気によって第２相変化物質を固体に変化させ、そして輸送コンテナ内部の熱が第２相変化物質を液体に徐々に変化させることを特徴とする前記の保冷方法。
2. 前記保冷容器の頂部（２）が、容器の蓋を構成することを特徴とする請求項１記載の方法。
3. 前記保冷容器の側部（３）に、第２相変化物質が収まる空間（６）を設けたことを特徴とする請求項１または２記載の方法。
4. 前記輸送コンテナに物品を積載する際に、コンテナ内部の上方に配置された前記保冷容器内に、ドライアイスまたは第１相変化物質と、第２相変化物質を収めることを特徴とする請求項１、２または３記載の方法。
5. 第２相変化物質である水混合液を、液相状態で柔軟性のある袋に密封し、これを保冷容器の底部（１）及び頂部（２）に内在する空間（４）及び（５）に挿入し、各空間を袋に詰めた第２相変化物質で満たすことを特徴とする請求項１から４のうちのいずれか１項に記載の方法。
6. 第２相変化物質である水混合液を、液相状態で柔軟性のある袋に密封し、これを保冷容器の底部（１）、頂部（２）及び側部（３）に内在する空間（４）、（５）及び（６）に挿入し、各空間を袋に詰めた第２相変化物質で満たすことを特徴とする請求項３または請求項３に従属する請求項４に記載の方法。
7. 前記保冷容器の底部（１）、頂部（２）および側部（３）で囲まれた領域すべてを第１相変化物質で満たすことを特徴とする請求項１から６のうちのいずれか１項に記載の方法。

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