KR102299949B1 - 내부 용기를 갖는 운송 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 내경 및 개구(13)를 갖는, 구형 캡(12a)의 형상을 갖는 쉘을 안쪽 상에 포함하는 외부 용기(11)의 제 1 섹션(11a)으로서, 구형 캡의 개구가 위쪽을 향하는, 제 1 섹션(11a); 및 상부 섹션(15b), 하부 섹션(15a) 및 이에 의해 정의된 내부 중공 체적(16)을 갖는 내부 용기(14)로서, 적어도 하부 섹션(15a)은 외부가 구형 형상을 가지며, 그의 외경은 외부 용기(11)의 구형 캡(12a)의 내경보다 작은, 내부 용기(14)를 포함하는 운송 장치(10)에 관한 것이다. 내부 용기(14)는 자유롭게 피봇할 수 있는 방식으로 외부 용기(11)의 구형 캡(12a)에 배열되는 데 적합하고, 마이크로웰 플레이트, 미세유동 칩, 또는 생물학적 샘플의 세트와 같은 페이로드(17)를 수용할 수 있다. 내부 용기(14)는 외부 용기(11)가 기울어질 때 직립 위치를 유지하거나 재-설정할 수 있다.

Description

내부 용기를 갖는 운송 장치

본 출원은 내부 용기를 갖는 운송 장치에 관한 것이다.

때때로 섬세한 상품은 보통 우편 서비스에 의해 고객에게 배송된다. 그러한 배송 과정에서, 각각의 운송 박스는 종종 기울어져서, 내부의 운송 상품에 영향을 미칠 수 있다.

그러한 섬세한 상품의 일 예는 예를 들어, 조직 샘플 또는 미세조직과 같은 생물학적 표본이다. 이들은 종종, 밀봉 필름 또는 커버에 의해 종종 밀봉된 마이크로웰 플레이트(microwell plate)에 저장 및 배송된다. 주변 운송 박스가 운송 중 기울어질 때, 마이크로웰 플레이트도 기울어지고, 배양액과 생물학적 표본이 마이크로웰 바닥에서 떨어져서 플레이트 최상부 쪽으로 이동한다. 불리한 조건하에서, 생물학적 표본은 밀봉 필름 또는 커버와 접촉하거나 그에 부착될 수 있거나 밀봉 필름과 마이크로웰의 상부 벽 사이에 갇힐 수 있다. 밀봉 필름에 갇히거나 그에 대한 접촉은 미세조직에 악영향을 미칠 수 있다.

주변 운송 박스를 수평 위치로 되돌릴 때, 생물학적 표본은 중앙 홈으로 되돌아가지 않을 수 있지만 배양액은 되돌아간다. 결과적으로, 생물학적 표본은 해를 입거나 심지어 죽을 수도 있다.

생물학적 표본이 바닥에 부착되면, 기울임은 웰(well)의 상부 부분으로 액체를 이동시켜 생물학적 표본으로부터 액체를 분리시킬 수 있다. 이는 생물학적 표본의 건조, 영양 고갈, 및 결국 죽음으로 이끌 수 있다.

다른 예에서, 상품은 생물학적 표본이 있든 없든 규정된 양의 액체로 충전된 마이크로플레이트, 미세유동 칩(microfluidic chip) 또는 세포 배양 접시이다. 그러한 상품이 뚜껑으로만 덮이거나 밀봉이 완전한 액밀 상태(liquid tight)가 아니면(몇몇 경우에, 가스 교환을 보장하기 위한 목적으로), 기울임은 액체의 유출을 초래하거나 그의 웰 또는 채널로부터 액체의 이동을 초래할 것이다.

배송될 기타 섬세한 상품에 대해서, 운송 박스를 기울일 때 유사한 고려사항이 적용된다.

따라서, 본 발명의 하나의 목적은 운송 중 장치가 기울어질 때 부정적인 영향으로부터 운송 상품을 보호하는 운송 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 하나의 다른 목적은 기울임으로 액체 유출이나 배수를 초래할 수 있는, 생물학적 표본 및 완전 밀봉되지 않은 장치를 포함한 섬세한 상품의 안전한 배송을 허용하는 운송 장치를 제공하는 것이다.

이들 목적 및 추가 목적은 본 발명의 독립항에 따른 방법 및 수단으로 충족된다. 종속항은 특정 실시예와 관련된다.

대부분의 도면은 3 차원 물체인, 본 발명에 따른 운송 장치의 2 차원 횡단면을 도시한다는 것을 이해하는 것이 중요하다. 따라서 도면에 대해 이루어진 고려사항과 논의는 3 차원 물체에도 적용된다.
도 1은 마이크로웰 플레이트를 기울일 때 발생하는 근본적인 문제를 입증하기 위해 제공된다.
도 1a는 하나의 웰(31)이 도시된 마이크로웰 플레이트(30)의 확대도를 도시한다. 웰은 밀봉 필름(32)에 의해 밀봉되고, 생물학적 표본(34), 예를 들어 미세조직이 배치되고 배양액(35)에 의해 덮이는 중앙 홈을 가진다.
도 1b는 마이크로웰 플레이트가 기울어질 때 발생하는 것을 도시한다. 배양액 및 생물학적 표본이 중앙 홈에서 떨어지고(화살표 참조) 불리한 조건하에서 생물학적 표본은 밀봉 필름과 웰의 상부 벽 사이에 갇힐 수 있다. 그러한 필름이 생체 적합성 재료로 만들어질 수 있지만, 미세조직은 필름과 웰의 벽에 의해 형성된 각도 부분에 부착되거나 압착될 수 있다. 마이크로웰 플레이트를 수평 위치로 되돌릴 때, 생물학적 표본은 중앙 홈으로 되돌아가지 않을 수 있지만, 배양액은 되돌아간다. 결과적으로, 생물학적 표본은 해를 입거나 심지어 죽을 수 있다. 그러한 문제는 바닥에 부착되지 않은 생물학적 표본에 대부분 적용된다는 점에 유의해야 한다.
도 1c는 마이크로웰 플레이트가 기울어진 경우에 배양에 부착되거나 점착되는 생물학적 표본에서 발생할 수 있는 것을 도시한다. 그러한 경우에, 배양액은 웰 최상부로 이동하여 생물학적 표본을 웰 바닥에서 건조하게 한다.
밀봉 필름 또는 더 일반적으로 뚜껑 또는 커버가 전체적으로 액밀 상태가 아니지만, 단지 유출로부터 보호하거나 산소 공급을 보장할(예를 들어, 작은 구멍을 가질) 때 다른 문제가 발생할 수 있다. 장기간 기울임은 웰의 완전 배수를 초래할 것이다. 결과적으로, 생물학적 표본은 해를 입거나 심지어 죽을 수 있다.
도 2는 외부 용기의 제 1 섹션(11a)을 포함한, 본 발명에 따른 운송 장치(10)를 도시한다. 제 1 섹션은 내경 및 개구를 갖는, 구형 캡(12a)의 형상을 갖는 쉘(shell)을 안쪽 상에 포함한다. 구형 캡의 개구(13)는 위쪽을 향한다. 장치는 상부 섹션(15b) 하부 섹션(15a) 및 이에 의해 정의된 내부 중공 체적(16)을 갖는 내부 용기(14)를 더 포함한다. 하부 섹션은 바깥쪽 상에 구형 형상을 가지며, 그의 외경은 구형 캡(13)의 내경보다 더 작다. 내부 용기는 자유롭게 피봇 가능한 방식으로 외부 용기의 구형 캡에 배열되는데 적합하다. 내부 용기는 페이로드(payload)(17), 즉 미세조직을 수용하는 마이크로타이터 플레이트(microtiter plate)를 수용할 수 있다. 페이로드를 담을 때, 내부 용기의 무게 중심(22)이 내부 용기의 회전 중심(23) 아래에 편심 배열되는 방식으로 내부 용기가 설계되거나 균형추가 내부 용기에 배열된다. 또한, 외부 용기의 제 1 섹션의 구형 캡의 내경과 내부 용기의 구형 형상의 외경 사이에 틈새(18)가 정의된다. 액체(19)의 체적은 내부 용기의 최대 2.3%의 높이에 도달하는 상기 틈새에 배치된다. 내부 용기가 액체의 체적에 떠있는 것을 분명히 볼 수 있다. 그러한 방식으로, 내부 용기가 떠있을 수 있도록 충분한 자유도가 제공된다. 마찬가지로, 표면들 사이의 마찰은 최소로 감소된다.
도 2a에서, 장치는 정상 위치에 도시되는 반면에, 도 2b에서 장치는 약 20°의 각도로 기울어져 있다. 외부 용기가 기울어졌다는 사실에도 불구하고, 내부 용기가 직립 위치를 취하고 있음을 분명히 볼 수 있다.
도 2c, 도 2d, 도 2e 및 도 2f는 추가 실시예를 도시한다. 도 2c 및 도 2d는 내부 용기의 무게 중심이 예를 들어, 내부 용기의 중심 아래에 배열된 특정 균형추(36)에 의해 야기되는 것과 같은, 수직축의 오프셋이 아닌 측면 오프셋을 가지는 실시예를 도시한다. 이러한 실시예에서, 내부 용기는 외부 용기의 방위와 무관하게 정지 위치에 있을 때 정의된 경사 각도를 영구적으로 취한다(도 2c: 수평, 도 2d: 기울어짐). 그러한 방식으로, 내부 용기에 포함된 마이크로웰 플레이트 또는 미세유동 칩의 중력 구동 흐름이 예를 들어, 설정될 수 있다.
도 2e는 내부 용기의 무게 중심이 적합한 선형 작동기(37)에 의해서 변경될 수 있는, 예를 들어 측면 방식으로 연속적으로 교반되는 특정 균형추(36)에 의해 야기될 수 있는 실시예를 도시한다. 이러한 실시예에서, 내부 용기는 외부 용기의 방위와 무관하게 요동 운동(rocking movement)을 받는다. 그러한 방식으로, 내부 용기에 포함된 액체 및/또는 생물학적 표본이 교반될 수 있다.
도 2f는 내부 용기의 무게 중심이 적합한 선형 작동기(38)에 의해서 변경될 수 있는, 예를 들어 원형 방식으로 연속적으로 교반되는 특정 균형추(36)에 의해 야기될 수 있는 실시예를 도시한다. 이러한 실시예에서, 내부 용기는 외부 용기의 방위와 무관하게 원형 요동 운동을 받는다. 그러한 방식으로, 내부 용기에 포함된 액체 및/또는 생물학적 표본이 교반될 수 있다.
도 3a는 본 발명에 따른 유사한 운송 장치를 도시하며, 여기서 외부 용기는 내경 및 개구를 갖는, 구형 캡(12b)의 형상을 갖는 쉘을 내부에 포함하는 제 2 섹션(11b)을 포함하며, 구형 캡의 개구는 아래쪽을 향한다.
도 3b는 3 개의 볼 베어링(21)이 틈새(18)에 배치되는 본 발명에 따른 유사한 운송 장치를 도시한다. 틈새(18)의 폭은 볼 베어링이 틈새 내로 연장하는 길이에 의존한다(화살표 참조).
도 4a 내지 도 4c는 본 발명에 따른 운송 장치의 3 차원 구현을 도시한다. 외부 용기의 두 섹션(11a, 11b)은 내부 용기의 두 섹션(15a, 15b)과 마찬가지로, 압출 폴리스티렌 폼(polystyrene foam)으로 만들어진다. 도 4a는 또한, 중앙의 박스를 도시하며, 이는 본 예에서 실제 운송된 상품이다. 박스는 예를 들어, 생물학적 표본을 포함할 수 있다.
도 5a 내지 도 5d는 외부 용기의 두 섹션(11a, 11b)를 텅-앤-그루브 조인트(tongue-and-groove joint)(21.1, 21.2, 21.3) 및 O-링(21.4)으로 연결하기 위한 다양한 가능성을 도시한다.
텅이 그루브보다 더 클 수 있으므로, 단단한 조임을 보장하기 위해서 가압될 필요가 있다. 텅이 조임을 위해 변형될 수 있도록 홈(grove)이 또한 남을 수 있다.
도 6은 부유식 구 개념(floating sphere concept)을 사용하는 프로토타입의 테스트 배송에서 측정된 가속 데이터를 보여준다.
도 7a는 회색 음영으로 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 운송 장치의 구형 캡을 정의하는데 필요한 치수를 보여준다.
본 명세서에서 사용되는 바와 같은 용어 "구형 캡"은 "구형 돔" 또는 "구형 세그먼트"라는 용어와 상호 교환적으로 사용되며, 평면에 의해 절단된 구의 일부분과 관련된다. 평면이 구의 중심을 통과하여 캡의 높이(h)가 구의 반경(r)과 같아지면, 구형 캡은 반구라 불린다. 그러한 경우, 각도(θ)는 90°라 가정한다. 대부분의 경우에, θ는 45 내지 89° 범위에 있으므로, 내부 용기는 외부 용기의 제 1 섹션 내부에 있는 쉘 내에 쉽게 넣어지나 그로부터 제거될 수 있다.
도 7b는 두 가지 대안, 즉 θ₂가 90°보다 더 작은 하나의 대안(좌측)(따라서 내부 용기는 외부 용기의 제 1 섹션의 내부에 있는 쉘에 쉽게 넣어지거나 그로부터 제거될 수 있다), 및 θ₂가 90°보다 더 큰 다른 하나의 대안(우측)(따라서 내부 용기는 외부 용기의 제 1 섹션 내부에 있는 쉘에 더 안전하게 놓이지만, 그 내부에 쉽게 부착되지 않거나 그로부터 쉽게 제거되지 않을 수 있다).

본 발명을 상세하게 설명하기 전에, 본 발명은 설명된 장치의 특정 구성 부분 또는 설명된 방법의 공정 단계에 제한되지 않는데, 이는 그러한 장치 및 방법이 다양할 수 있기 때문이라고 이해해야 한다. 또한, 본 명세서에서 사용된 용어는 특정 실시예를 설명하기 위한 것이며 제한하려는 의도가 아님을 또한 이해해야 한다. 명세서 및 첨부된 청구범위에서 사용된 바와 같이, 단수 형태("a", "an" 및 "the")는 문맥에서 달리 명확하게 나타내지 않는 한 단수 및/또는 복수의 대상을 포함한다는 점에 유의해야 한다. 또한, 수치로 구분된 매개변수 범위가 주어지는 경우에, 그 범위는 이들 제한 값을 포함하는 것으로 간주된다.

또한, 본 명세서에 개시된 실시예는 서로 관련이 없는 개별 실시예로서 이해되지 않음을 의미하는 것으로 이해해야 한다. 일 실시예에서 논의된 특징은 본 명세서에 도시된 다른 실시예와 관련하여 또한 개시되는 것을 의미한다. 하나의 경우에, 특정 특징이 일 실시예에서 개시되지 않고 다른 실시예에서 개시되었다면, 당업자는 상기 특징이 반드시 상기 다른 실시예와 함께 개시되는 것을 의미할 필요가 없음을 이해할 것이다. 당업자는 다른 실시예에 대해서도 상기 특징을 개시하는 것이 본 출원의 요지이지만, 단지 명료함을 위해서 그리고 명세서를 관리 가능한 양으로 유지하기 위해서 이를 개시하지 않았음을 이해할 것이다.

또한, 본 명세서에 언급된 종래 기술 문서의 내용은 원용에 의해 포함된다. 이는 특히, 표준 또는 일상적인 방법을 개시하는 종래 기술 문서를 언급한다. 그러한 경우에, 원용에 의한 포함은 주로, 충분한 개시를 가능하게 하고 장황한 반복을 피하려는 목적이다.

본 발명의 일 양태에 따르면,

a) 내경 및 개구를 갖는, 구형 캡의 형상을 갖는 쉘을 안쪽 상에 포함하는 외부 용기의 제 1 섹션으로서, 구형 캡의 개구가 위쪽을 향하는, 제 1 섹션; 및

b) 상부 섹션, 하부 섹션 및 이에 의해 정의된 내부 중공 체적을 갖는 내부 용기로서, 적어도 하부 섹션은 바깥쪽 상에 구형 형상을 가지며, 그의 외경은 외부 용기의 구형 캡의 내경보다 더 작은, 내부 용기를 포함하는 운송 장치가 제공되며,

c) 내부 용기는 자유롭게 피봇할 수 있는 방식으로 외부 용기의 구형 캡에 배열되는 데 적합하며,

d) 내부 용기는 페이로드를 수용할 수 있다.

외부 용기의 제 1 섹션 내부에 그의 구형 캡과 같은 형상을 갖는 쉘은 3차원의 오목한 형태(즉, 안쪽으로 구부러짐)를 가진다. 외부에 그의 구형 형상을 갖는 내부 용기의 하부 섹션은 3 차원의 볼록한 형태(즉, 바깥쪽으로 구부러짐)를 가진다.

본 명세서에서 사용되는 바와 같은 용어 "구형 캡"은 용어 "구형 돔" 또는 "구형 세그먼트"와 상호 교환적으로 사용되며, 평면에 의해 절단된 구의 일부분과 관련된다. 평면이 구의 중심을 통과하여 캡의 높이(h)가 구의 반경(r)과 같으면, 구형 캡은 반구라고 불린다. 그러한 경우에, 각도(θ)는 90°라 가정한다. 설명을 위해서 도 7a를 참조한다.

구형 특성과 관련하여 높은 공차(tolerance)가 허용될 수 있다는 점을 언급해야 한다. 쉘은 "아주 엄격하게" 구형일 필요는 없다. 일반적인 형상은 구형이어야 하지만, 그 형상에는 노치(notch) 또는 오목부와 같은 불규칙성이 있을 수 있으며, 이는 구의 고정을 허용하거나 제작 공정에 의해 도입될 수 있다. 그들의 크기는 자유 회전의 일반적인 기능과 내부 용기의 수직 방위가 항상 주어질 만큼 작아야 한다.

따라서 외부 용기의 제 1 섹션 내부에 있는 쉘은 그의 구형 형상을 갖는 내부 용기를 위한 베드(bed)의 역할을 한다. 대부분의 경우에, θ는 45 내지 89° 범위에 있으므로, 내부 용기는 외부 용기의 제 1 섹션 내부에 있는 쉘에 쉽게 넣어지거나 그로부터 제거될 수 있다.

일 양태에서, 외부 용기의 제 1 섹션의 내부에 있는 쉘은 볼과 소켓 조인트에서 소켓처럼 작용하는 반면에, 외부에 그의 구형 형상을 갖는 내부 용기는 소켓에 놓이는 볼처럼 작용한다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 페이로드를 담을 때, 내부 용기의 무게 중심(22)이 내부 용기의 회전 중심(23) 아래에 편심으로(eccentrically) 배열되는 방식으로 내부 용기가 설계되거나, 그러한 방식으로 균형추가 내부 용기에 배열된다.

내부 용기의 무게 중심은 편심으로, 그리고 내부 용기의 회전 중심 아래에 배열된다. 그러한 방식으로, 내부 용기가 외부 용기 내부의 쉘에서 자유롭게 이동할 수 있기 때문에, 심지어 외부 용기가 기울어질 때도 중력에 의해서 직립 위치를 유지하거나 재-설정할 수 있다.

이와 관련하여, 이러한 실시예의 변수를 도시하는 도 2c 내지 도 2e를 참조하며, 여기서 (a) 내부 용기의 무게 중심이 측면 오프셋을 가지므로 내부 용기는 정지 위치에 있을 때 외부 용기의 방위와 관계없이 정의된 기울어진 각도를 취하거나, (b) 내부 용기의 무게 중심이 적합한 작동기를 사용하여 측면 또는 원형 방식으로 주기적으로 이동하므로 페이로드가 지속적으로 교반된다.

본 발명의 추가 실시예에 따르면, 외부 용기의 제 1 섹션의 구형 캡의 내경과 내부 용기의 구형 형상의 외경 사이에 틈새가 정의된다.

본 발명의 추가 실시예에 따르면, 액체의 체적이 상기 틈새에 배치된다. 바람직하게, 상기 액체는 친수성이고, 더 바람직하게 상기 액체는 물이다.

본 명세서에 사용된 바와 같은, 용어 "친수성"은 물 분자에 이끌리고 물에 의해 용해되는 경향이 있는 분자 또는 다른 분자 개체와 관련된다. 그들은 전형적으로 극성을 띤 전하이고 수소 결합이 가능하다. 친수성 액체는 그러한 극성 분자를 포함하므로 수소 결합도 가능하다. 이는 특히 물뿐만 아니라 (저)알코올에도 적용된다. 물(H₂O)은 실온에서 무미 무취의 액체인 극성 무기 화합물이다. 물 분자는 서로 수소 결합을 형성하며 극성이 강하다. 알코올은 극성을 띠고 따라서 친수성인 하이드록실 그룹을 포함하지만 비-극성, 즉 소수성인 탄소 사슬 부분도 포함한다. 알코올 분자는 탄소 사슬이 길어짐에 따라서 점점 더 전체적으로 더 많은 소수성을 가진다. 친수성 액체의 예는 물, 알코올, 암모니아, 요소와 같은 몇몇 아미드 및 아세트산과 같은 몇몇 카르복실 산을 포함하지만, 이에 제한되지 않는다.

본 발명의 추가 실시예에 따르면, 내부 용기 및/또는 외부 용기의 표면은 소수성이다.

본 명세서에서 사용된 바와 같은, 용어 "소수성"은 물 분자로부터 반발되는 분자 또는 다른 분자 개체와 관련된다. 그들은 비-극성이므로 물에 용해되지 않는 경향이 있지만 다른 중성 분자와 비-극성 용매를 선호한다. 소수성 표면은 물을 밀어내는 능력을 가진다. 일반적으로, 표면의 소수성은 물방울과 표면 그 자체 사이의 접촉각에 의해 측정될 수 있다. 소수성 표면의 물방울은 매우 쉽게 흐르고 접촉각에 대해 90도 초과로 그의 구형 형상을 유지하는 반면에[8], 초 소수성 재료는 150도 초과의 큰 접촉각을 소유하고 적셔지기 어렵다. 소수성 분자의 예는 일반적으로 알칸, 오일, 지방 및 기름기 많은 물질을 포함한다.

본 발명의 추가 실시예에 따르면, 내부 용기는 상기 액체보다 더 낮은 비중을 가진다.

본 명세서에서 사용되는 바와 같은, 용어 "비중"은 재료의 단위 체적당 중량으로 정의된다. 비중의 기호는 γ(그리스 문자 감마)이다. 비중에 대한 SI 단위는 [N/m³]이다. 비중은 다음과 같이 표현될 수 있다:

γ = ρ ag

여기서,

γ = 비중(N/m³)

ρ = 밀도[kg/m³]

a_g = 중력 가속도(9.81[m/s²], 정상 조건에서).

다음 표는 몇몇 일반적인 재료의 비중을 보여준다.

본 발명의 추가 실시예에 따르면, 내부 용기의 더 낮은 비중은 내부 용기의 부력을 생성한다.

아르키메데스의 원리(Archimedes' principle)에 따르면 유체에 잠긴 몸체에 가해지는 상향 부력은 전체적으로 또는 부분적으로 잠긴 여부에 관계없이, 몸체가 변위된 유체의 질량 중심에서 위쪽 방향으로 변위되고 작용하는 유체의 중량과 같다. 따라서 물체의 비중이 물의 비중보다 더 낮으면, 물체는 수면에 떠있게 된다.

이러한 실시예에서, 내부 용기는 상기 액체에 떠 있고, 따라서 내부 용기와 외부 용기의 제 1 섹션의 내부에 있는 쉘의 내부 표면 사이의 임의의 마찰을 방지한다. 이는 심지어 외부 용기가 기울어질 때도 내부 용기가 항상 직립 위치를 유지하거나 재설정할 수 있게 한다.

본 발명의 추가 실시예에 따르면, 외부 용기는 상기 액체로 최대 절반으로 채워진다.

이러한 실시예에서, 상기 액체의 충전 레벨은 내부 용기가 상기 액체 내에서 떠오르는 것을 보장한다. 따라서, 상기 액체는 부력을 가하는 역할을 하고 윤활제로서 역할을 하지 않는다. 내부 용기의 표면과 외부 용기의 제 2 섹션 내부의 쉘 표면 사이에 직접적인 접촉이 없기 때문에, 상기 영역에서도 마찰이 없다. 이는 외부 용기가 기울어져 있어도 내부 용기가 항상 직립 위치를 항상 유지하거나 재설정할 수 있게 한다.

용어 "액체로 절반이 채워진"은 내부 용기가 외부 용기에 배치되면 액체가 단지 내부 용기의 적도에 도달함을 의미한다.

바람직하게, 외부 용기는 최대 25%, 바람직하게 최대 15%, 더 바람직하게 최대 10%, 더 바람직하게 최대 5%, 더 바람직하게 최대 2% 물로 채워진다. 모든 경우에, 내부 용기가 외부 용기에 배치되면 액체는 내부 용기의 25, 15, 10, 5 또는 2%의 높이까지 최대로 도달한다.

본 발명의 추가 실시예에 따르면, 윤활제가 상기 틈새에 배치된다. 상기 윤활제는 또한, 내부 용기와 외부 용기의 제 1 섹션의 내부에 있는 쉘의 내부 표면 사이의 마찰을 감소시킨다. 이는 심지어 외부 용기가 기울어져 있어도 내부 용기가 항상 직립 위치를 유지하거나 재-설정할 수 있게 한다.

본 발명의 추가 실시예에 따르면, 적어도 2 개의 볼 또는 볼 베어링이 상기 틈새에 배치된다. 볼은 또한, 내부 용기와 외부 용기의 제 1 섹션 내부에 있는 쉘의 내부 표면 사이의 마찰을 감소시킨다. 이는 심지어 외부 용기가 기울어져 있어도 내부 용기가 항상 직립 위치를 유지하거나 재-설정할 수 있게 한다.

본 발명의 추가 실시예에 따르면, 적어도

a) 외부 용기의 제 1 섹션 내부에 있는 쉘의 내부 표면, 및

b) 내부 용기 하부 섹션의 외부 표면은

서로 작용할 때 낮은 마찰 계수를 설정하는 재료를 포함한다.

용어 "낮은 마찰 계수"는 정적 마찰(μ_s)과 관련이 있다. 바람직하게, 사용되는 코팅은 서로 작용할 때 <0.2 μ_s 미만의 마찰 계수를 설정한다. 예를 들어, 상기 조건은 다음 재료 쌍에 적용된다:

그러한 방식으로, 내부 용기와 외부 용기의 제 1 섹션 내부에 있는 쉘의 내부 표면 사이의 마찰이 감소된다. 이는 심지어 외부 용기가 기울어져 있어도 내부 용기가 직립 위치를 항상 유지하거나 재-설정할 수 있다.

틈새의 폭은 외부 용기의 제 1 섹션 내부에 있는 쉘 표면과 내부 용기의 하부 섹션 사이에 배치되는 재료에 의존할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 액체의 체적이 적용되는 틈새의 폭은 ≥ 2 mm 및 ≤ 15 mm의 범위에 있기 때문에, 내부 용기의 떠오름을 허용한다. 그러한 방식으로, 내부 용기가 떠오를 수 있게 하기 위해서 충분한 자유도가 제공된다. 마찬가지로, 표면들 사이의 마찰이 최소로 감소된다. 또한, 그러한 비교적 넓은 틈새는 더 높은 공차를 허용하기 때문에, 내부 및 외부 용기의 제조를 더 쉽게 만든다.

이러한 실시예에서, 틈새의 큰 폭으로 인해서, 내부 용기의 표면과 외부 용기의 제 1 및 제 2 섹션의 내부에 있는 쉘의 표면 사이에 직접적인 접촉이 없으므로, 내부 용기와 외부 용기 사이에는 마찰이 없다. 이는 심지어 외부 용기가 기울어져 있어도 내부 용기가 직립 위치를 항상 유지하거나 재-설정할 수 있다.

일 실시예에서, 윤활제가 도포되는 틈새의 폭은 보통의 공차로 거의 무한소로 작아서, 두 표면은 윤활제의 박막에 의해서만 서로 분리된다. 일반적으로, 윤활제의 사용에는 액체의 체적이 적용되는 경우보다 틈새의 폭이 더 작을 것을 요구한다. 이는 다시 제조 공정을 더 까다롭게 만든다. 일 실시예에서, 틈새는 2 mm보다 더 넓지 않다.

볼 또는 볼 베어링을 포함하는 일 실시예에서, 틈새의 폭은 볼 또는 볼 베어링이 틈새로 연장되는 길이(예를 들어, 도 3b 참조) 및 적용 가능한 경우에 공차에 따라 달라진다.

낮은 마찰 계수를 설정하는 표면을 포함하는 일 실시예에서, 틈새의 폭은 (보통의 공차로)극히 작을 수 있어서, 두 표면이 서로 직접 접촉하게 된다. 일반적으로, 그러한 실시예는 제조 공정을 매우 까다롭게 만든다.

일 실시예에서, 틈새의 폭은 2 mm보다 더 넓지 않고, 바람직하게 1.5 mm 보다 더 넓지 않으며, 가장 바람직하게 1 mm보다 더 넓지 않다.

본 발명의 추가 실시예에 따르면, 내부 용기 및/또는 외부 용기는 단열체(thermal insulator)인 재료를 포함한다.

본 명세서에 사용된 바와 같은, 용어 "단열체"는 열 전달, 즉 상이한 온도의 물체 사이, 열 접촉하는 물체 사이 또는 복사 영향 범위 내에서 열 에너지 전달의 감소를 제공하는 물체 또는 재료를 의미한다. 특수 설계된 방법 또는 공정뿐만 아니라 적합한 물체 형상 및 재료에 의해 단열이 달성될 수 있다.

재료의 절연 능력은 열전도율(k)의 역으로 측정된다. 낮은 열전도율은 높은 절연성(저항 값)과 같다. 열전도율(k)은 켈빈 당 미터 와트(W·m^-1·K^-1 또는 W/m/K)로 측정된다. 열전도율은 재료 및 유체의 온도와 압력에 따라 다르다. 비교 목적으로, 표준 조건(1 기압의 20 ℃)하에서의 전도율이 일반적으로 사용된다. 몇몇 재료에 대해서, 열전도율은 또한 열 전달 방향에 따라 달라질 수 있다.

다음 표는 대기압 및 약 293 K(20 ℃)에서 몇몇 재료의 열전도율을 보여준다.

본 발명의 추가 실시예에 따르면, 외부 용기는 내경 및 개구를 갖는, 구형 캡의 형상을 갖는 쉘을 내부에 포함하는 제 2 섹션을 더 포함하며, 여기서 구형 캡의 개구는 아래를 향한다. 이러한 섹션은 용기를 위한 뚜껑 역할을 하며 단열 및 보호 기능을 제공한다.

상기 구형 캡은 외부 용기의 제 1 섹션에 포함된 구형 캡과 본질적으로 동일한 반경을 가진다. 외부 용기의 제 2 섹션이 제 1 섹션의 최상부에 배열될 때, 두 개의 반구형 캡이 구형을 형성한다. 그러한 실시예에서, 내부 용기는 외부 용기가 단지 몇 도 기울어진 것이 아니라 90° 또는 180° 기울어질 때 완전히 보호되며, 궁극적으로 내부 섹션이 360° 회전할 수 있고 항상 직립상태일 것을 요구한다.

본 발명의 추가 실시예에 따르면, 장치는 다음으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나를 더 포함한다:

a) 가열 유닛,

b) 냉각 유닛,

c) 온도 센서 및/또는 기록기,

d) 가속 센서 및/또는 기록기,

f) 지리적 위치 측정 센서 및/또는 기록기,

g) 식별 가능한 태그 또는 라벨,

h) 구의 중심에 대해 무게 중심을 이동하기 위한 기계식 작동기.

가열 유닛 및/또는 냉각 유닛은 예를 들어, 얼음 또는 드라이아이스, 또는 delta T GmbH, Fernwald에 의해 제조된 소위, 유체 요소를 포함하는 열 팩(thermal pack)을 포함할 수 있다. 가열 유닛 및/또는 냉각 유닛은 또한, 열전 요소, 예를 들어 펠티에 요소(Peltier element)를 포함할 수 있다.

온도 센서 및/또는 기록기는 당업계에서 이용 가능한 임의의 적합한 센서 및/또는 기록기("로거(logger)"로 또한 불림)일 수 있다. 이는 바람직하게 배터리 구동 방식이며 - 50 내지 + 50 ℃의 온도 범위를 커버한다.

가속 센서 및/또는 기록기는 당업계에서 이용 가능한 임의의 적합한 센서 및/또는 기록기("로거"로 또한 불림)일 수 있다. 그러한 가속도 센서 및/또는 기록기는 예를 들어, 당업계에서 이용 가능한 대부분의 이동 통신 장치에 내장된다.

지리적 위치 측정 센서 및/또는 기록기는 당업계에서 이용 가능한 임의의 적합한 센서 및/또는 기록기("로거"로 또한 불림)일 수 있다. 그러한 지리적 위치 측정 센서 및/또는 기록기는 예를 들어, 당업계에서 이용 가능한 대부분의 이동 통신 장치에 내장된다.

식별 가능한 태그 또는 라벨은 적합한 장치에 의해 판독될 수 있는 디지털 서명을 제공하는 임의의 태그 또는 라벨일 수 있다. 그러한 태그 또는 라벨은 적합한 광학 판독기에 의해 식별될 수 있는 바코드 또는 QR 코드일 수 있지만, RFID(무선 주파수 식별) 또는 NFC(근거리 통신)에 의해 판독될 수 있는 태그 또는 라벨일 수도 있다.

기계식 작동기는 배터리로 구동될 수 있으며 편심 부하가 있는 기계식 회전자, 또는 사전 프로그램된 방식으로 또는 원격 제어 방식으로 부하를 전후로 이동시키는 선형 모터일 수 있다.

본 발명의 추가 실시예에 따르면, 균형추로서 페이로드는 이중으로 작용한다(payload double acts). 이는 전체 제조 공정을 용이하게 한다.

본 발명의 추가 실시예에 따르면, 페이로드는 다음으로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 적어도 하나이다:

- 하나 이상의 멀티웰 플레이트 또는 마이크로타이터 플레이트, 또는 하나 이상의 그러한 플레이트를 포함하는 용기,

- 미세유동 시스템 또는 미세유동 칩, 및/또는

- 세포 배양 접시 및 시스템.

일반적으로, 페이로드는 직립 또는 안정된 배송을 요구하는 임의의 페이로드일 수 있다.

바람직하게, 멀티웰 플레이트 또는 마이크로타이터 플레이트 또는 미세유동 칩 또는 세포 및 조직 배양 접시는 액체/배지를 함유하고 하나 이상의 세포, 세포 배양, 미세조직, 3D 조직, 구형 조직, 복합 조직, 조직 샘플, 조직 슬라이스 등을 포함하는 플레이트이다.

본 발명의 추가 실시예에 따르면, 외부 용기 및/또는 내부 용기는 다음으로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 재료를 포함한다:

- 압출 폴리스티렌 폼,

- 발포 폴리스티렌(EPS),

- 발포 폴리프로필렌(EPP),

- 금속,

- 목재,

- 열가소성 플라스틱(thermoplasts),

- 테플론과 같은 마찰 최소화 재료.

예

본 발명이 도면 및 전술한 설명에서 상세하게 예시되고 설명되었지만, 그러한 예시 및 설명은 제한적이지 않고 예시적이거나 전형적인 것으로 간주되어야 하며; 본 발명은 개시된 실시예에 제한되지 않는다. 개시된 실시예에 대한 다른 변형예는 도면, 개시내용 및 첨부된 청구범위의 연구로부터 청구된 발명을 실시함에 있어서 당업자에 의해 이해되고 실시될 수 있다. 청구범위에서, 단어 "포함하는"은 다른 요소나 단계를 배제하지 않으며, 부정 관사("a" 또는 "an")는 복수를 배제하지 않는다. 특정 조치가 서로 다른 종속항에 인용되어 있다는 단순한 사실은 이들 조치의 조합이 장점으로 사용될 수 없음을 나타내는 것은 아니다. 청구범위의 임의의 참조 부호는 범주를 제한하는 것으로 해석되어서는 안 된다.

예 1

운송 장치의 프로토타입이 개발되고 테스트되었다. 운동 장치는 항상 개봉되지 않은 일반 운송 박스에 포장되었다.

외부 및 내부 용기의 두 섹션이 폐쇄되고 실리콘으로 수밀(water-tight) 밀봉되었다. 두 쉘 사이에 물이 채워져 외부 쉘에 대해 내부 쉘의 자유로운 회전을 가능하게 한다. 쉘의 방향을 기록하기 위해서, 배송된 상품과 함께 박스 내부에 하나의 가속도계가 배치되고 박스 외부에 하나의 가속도계가 배치되었다. 직립 방위는 z 방향으로 -1 g의 값 및 x 및 y 방향으로 0의 값과 같다.

도 6a 및 도 6b는 스위스로부터 미국으로 대서양 횡단 비행화물의 데이터를 보여준다. 박스의 가속도 데이터는 약 30 시간의 이동 후에 박스가 뒤집어지고 거꾸로 놓여 있음을 보여준다. 내부에 떠있는 구는 위쪽으로 유지되었다. 도 6b의 데이터는 z 방향으로의 가속도에 대한 -1의 상수 값을 보여준다.

도 6c는 25 시간에 걸친 지상 배송 시뮬레이션의 데이터를 제시한다. 화물칸 내부의 Z 가속 데이터가 제시된다. 그래프 위에, 외부 박스의 방위 및 박스의 운송이 표시된다. 박스의 기울임과 뒤집기는 완전히 보정되었으며 내부 구는 외부 박스의 운송 및 방위와 관계없이 직립 위치에 유지되었다.

10 : 운송 장치
11 : 외부 용기
11a : 외부 용기의 제 1 섹션
11b : 외부 용기의 제 2 섹션
12a : 구형 캡 형상을 갖는 외부 용기 내부에 있는 쉘
13 : 쉘(12a)의 개구
14 : 내부 용기
15b : 내부 용기의 상부 섹션
15a : 내부 용기 하부 섹션
16 : 내부 용기의 내부 중공 체적
17 : 페이로드
18 : 틈새
19 : 틈새에 배치된 액체
20 : 볼 베어링
21.1, 21.2, 21.3 : 텅-앤-그루브 조인트
21.4 : O-링
22 : 내부 용기의 무게 중심
23 : 내부 용기의 회전 중심
30 : 마이크로웰 플레이트
31 : 웰
32 : 밀봉 필름
33 : 중앙 홈
34 : 생물학적 표본
35 : 배양액
36 : 균형추
37 : 선형 작동기
38 : 원형 작동기

Claims (24)

1. 운송 장치(10)로서,
   a) 내경 및 개구(13)를 갖는, 구형 캡(12a)의 형상을 갖는 쉘을 안쪽 상에 포함하는 외부 용기(11)의 제 1 섹션(11a)으로서, 구형 캡의 개구가 위쪽을 향하는, 제 1 섹션(11a); 및
   b) 상부 섹션(15b) 하부 섹션(15a) 및 이에 의해 정의된 내부 중공 체적(16)을 갖는 내부 용기(14)로서, 적어도 하부 섹션은 바깥쪽 상에 구형 형상을 가지며, 그의 외경은 외부 용기의 구형 캡(12a)의 내경보다 작은, 내부 용기(14)를 포함하며;
   c) 내부 용기는 자유롭게 피봇할 수 있는 방식으로 외부 용기의 구형 캡에 배열되는 데 적합하며,
   d) 내부 용기는 페이로드(payload)(17)를 수용할 수 있으며;
   내부 용기의 무게 중심(22)이, 내부 용기의 회전 중심(23) 아래에 편심으로(eccentrically) 배열되는 방식으로, 내부 용기가 설계되거나, 그러한 방식으로 균형추가 내부 용기에 배열되며,
   틈새(18)가 외부 용기의 제 1 섹션의 구형 캡의 내경과 내부 용기의 구형 형상의 외경 사이에 정의되며,
   액체의 체적(19)이 상기 틈새 내에 배치되며,
   내부 용기는 상기 액체보다 더 낮은 비중을 가지며,
   내부 용기는 상기 액체 상에 떠 있는,
   운송 장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 액체는 친수성인,
   운송 장치.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 액체는 물인,
   운송 장치.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
   내부 용기 및/또는 외부 용기의 표면은 소수성인,
   운송 장치.
5. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
   내부 용기가 외부 용기 내에 배치되면, 상기 액체가 내부 용기의 25%의 높이까지 최대로 도달하는,
   운송 장치.
6. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
   액체의 체적이 적용되는 틈새의 폭은 ≥ 2 mm 및 ≤ 15 mm 범위에 있는,
   운송 장치.
7. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
   내부 용기 및/또는 외부 용기는 단열체(thermal insulator)인 재료를 포함하는,
   운송 장치.
8. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
   외부 용기는 내경 및 개구를 갖는, 구형 캡의 형상을 갖는 쉘을 안쪽 상에 포함하는 제 2 섹션(11b)을 더 포함하며, 구형 캡의 개구는 아래쪽을 향하는,
   운송 장치.
9. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
   장치는:
   a) 가열 유닛,
   b) 냉각 유닛
   c) 온도 센서 및/또는 기록기,
   e) 가속 센서 및/또는 기록기,
   f) 지리적 위치 측정 센서 및/또는 기록기,
   g) 식별 가능한 태그 또는 라벨, 및/또는
   h) 구의 중심에 대해 무게 중심을 이동하는 기계식 작동기
   로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 적어도 하나를 더 포함하는,
   운송 장치.
10. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    페이로드는
    - 하나 이상의 멀티웰 플레이트 또는 마이크로타이터 플레이트, 또는 하나 이상의 그러한 플레이트를 포함하는 용기
    - 미세유동 시스템 또는 미세유동 칩, 및/또는
    - 세포 배양 접시 및 시스템
    으로 이루어는 그룹으로부터 선택되는 적어도 하나인,
    운송 장치.
11. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    외부 용기 및/또는 내부 용기는
    - 압출 폴리스티렌 폼
    - 발포 폴리스티렌(EPS)
    - 발포 폴리프로필렌(EPP)
    - 금속
    - 목재
    - 열가소성 플라스틱(thermoplasts)
    - 테플론과 같은 마찰 최소화 재료
    로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 재료를 포함하는,
    운송 장치.
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