WO2021024061A1 - Transportbehälter - Google Patents

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WO2021024061A1
WO2021024061A1 PCT/IB2020/056731 IB2020056731W WO2021024061A1 WO 2021024061 A1 WO2021024061 A1 WO 2021024061A1 IB 2020056731 W IB2020056731 W IB 2020056731W WO 2021024061 A1 WO2021024061 A1 WO 2021024061A1
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WO
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phase change
change material
transport container
container according
layer
Prior art date
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PCT/IB2020/056731
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English (en)
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Inventor
Nico Ros
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Rep Ip Ag
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    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65D—CONTAINERS FOR STORAGE OR TRANSPORT OF ARTICLES OR MATERIALS, e.g. BAGS, BARRELS, BOTTLES, BOXES, CANS, CARTONS, CRATES, DRUMS, JARS, TANKS, HOPPERS, FORWARDING CONTAINERS; ACCESSORIES, CLOSURES, OR FITTINGS THEREFOR; PACKAGING ELEMENTS; PACKAGES
    • B65D81/00—Containers, packaging elements, or packages, for contents presenting particular transport or storage problems, or adapted to be used for non-packaging purposes after removal of contents
    • B65D81/38—Containers, packaging elements, or packages, for contents presenting particular transport or storage problems, or adapted to be used for non-packaging purposes after removal of contents with thermal insulation
    • B65D81/3813—Containers, packaging elements, or packages, for contents presenting particular transport or storage problems, or adapted to be used for non-packaging purposes after removal of contents with thermal insulation rigid container being in the form of a box, tray or like container
    • B65D81/3823—Containers, packaging elements, or packages, for contents presenting particular transport or storage problems, or adapted to be used for non-packaging purposes after removal of contents with thermal insulation rigid container being in the form of a box, tray or like container formed of different materials, e.g. laminated or foam filling between walls
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65D—CONTAINERS FOR STORAGE OR TRANSPORT OF ARTICLES OR MATERIALS, e.g. BAGS, BARRELS, BOTTLES, BOXES, CANS, CARTONS, CRATES, DRUMS, JARS, TANKS, HOPPERS, FORWARDING CONTAINERS; ACCESSORIES, CLOSURES, OR FITTINGS THEREFOR; PACKAGING ELEMENTS; PACKAGES
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    • B65D81/382—Containers, packaging elements, or packages, for contents presenting particular transport or storage problems, or adapted to be used for non-packaging purposes after removal of contents with thermal insulation rigid container being in the form of a box, tray or like container provided with liquid material between double walls
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25D—REFRIGERATORS; COLD ROOMS; ICE-BOXES; COOLING OR FREEZING APPARATUS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F25D3/00—Devices using other cold materials; Devices using cold-storage bodies
    • F25D3/02—Devices using other cold materials; Devices using cold-storage bodies using ice, e.g. ice-boxes
    • F25D3/06—Movable containers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
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    • F25D3/02—Devices using other cold materials; Devices using cold-storage bodies using ice, e.g. ice-boxes
    • F25D3/06—Movable containers
    • F25D3/08—Movable containers portable, i.e. adapted to be carried personally

Definitions

  • the invention relates to a transport container for transporting temperature-sensitive transport goods with an interior space for receiving the transport goods, which is bounded by a shell consisting of several layers, comprising at least one phase change material layer and an insulating layer arranged on the side of the phase change material layer facing away from the interior space.
  • temperature ranges When transporting temperature-sensitive goods, such as pharmaceuticals, over periods of several hours or days, specified temperature ranges must be observed during storage and transport in order to ensure the usability and safety of the goods.
  • temperature ranges For various drugs, temperature ranges from 2 to 25 ° C, in particular 2 to 8 ° C or 15 to 25 ° C, are specified as storage and transport conditions.
  • Transport containers such as air freight containers, with special insulation properties are used so that the desired temperature range of the goods to be transported is permanently and verifiably maintained.
  • Containers are known from the prior art, the container walls of which comprise an insulation layer and which are equipped with passive temperature control elements. Passive temperature control elements do not require any external energy supply during use, but use their heat storage capacity, with heat being released or absorbed to or from the interior of the transport container to be temperature controlled, depending on the temperature level. Such passive tempering elements are exhausted as soon as the temperature equalization with the interior of the transport container is complete.
  • a special form of passive temperature control elements are latent heat accumulators that can store thermal energy in phase change materials, the latent heat of fusion, heat of solution or heat of absorption of which is significantly greater than the heat that they can store due to their normal specific heat capacity.
  • phase change material is selected with a phase transition temperature that is matched to the temperature range desired in the interior of the container, so that the desired temperature range can be kept as stable as possible and independent of the outside temperature.
  • a suitable type of phase change material must therefore be used in each case.
  • Conventional transport containers which are only designed for a single predetermined temperature range, cause a large number of empty transports due to asymmetries in the flow of goods.
  • the transport costs for freight containers are determined by their so-called volume weight.
  • the consideration lies in the volume weight It is based on the fact that the costs of air transport are influenced on the one hand by the dimensions of a shipment - and consequently by the loading space required - and on the other hand by the weight.
  • the dimensional weight based on the dimensions is determined and compared with the actual weight. The larger weight figure is used as the billable weight for calculating the freight costs.
  • the volume weight in kg is calculated according to the formula (length x height x width [cm] / divisor), whereby the divisor is not defined uniformly, but depends on the respective service provider. The respective volume weight must also be paid for if the actual weight is lower.
  • the optimum weight based on a shipment of lm 3 is called the "pivot weight" and, depending on the service provider, is between 160 and 200kg / m 3.
  • the aim is therefore to design a freight container in such a way that it, together with the expected weight of the If the actual weight is below the pivot weight, no further load reduction would be possible
  • the present invention aims to develop a transport container of the type mentioned at the outset so that it is suitable for more than just one desired temperature range of the interior and its weight per m 3 is optimized with regard to the pivot weight for air freight.
  • the invention essentially provides for a transport container of the type mentioned at the outset that the at least one
  • Phase change material layer comprises at least a first and a second phase change material, wherein the first and the second phase change material have a mutually different phase transition temperature, and the transport container has a mass / volume ratio of
  • the transport container contains two different phase materials with mutually different phase transition temperatures, the container can be used for the transport of goods which require different temperature ranges. This allows the container to be used flexibly and the number of empty transports can be significantly reduced. Depending on the desired temperature range, the first or the second phase change material becomes effective, the other phase change material not undergoing any phase change. In order to avoid exceeding the pivot weight as much as possible despite the weight increase caused by the provision of two phase change materials, the transport container has a mass / volume ratio of ⁇ 180 kg / m 3 , preferably ⁇ 160 kg / m 3 , particularly preferably ⁇ 140 kg / m 3 , this concerns the transport container with an empty interior.
  • the mass / volume ratio (ie the volume weight) is dependent on a number of factors. These factors include the thermal conductivity of the insulation layer, the weight of the insulation layer and the energy density of the Phase change materials, the amount of phase change materials used and the structural weight (the weight of the supporting structure of the transport container). The individual factors are partly dependent on one another.
  • the insulation layer in order to maintain the required volume weight, the procedure can be such that the insulation layer is formed with the lowest possible density and the lowest possible thermal conductivity. Due to the relatively low thermal conductivity, adequate thermal insulation can also be ensured with a small thickness of the insulation layer.
  • the low thickness results in a low volume and a low weight, so that, together with the relatively low density of the material of the insulating layer, the volume weight of the transport container is minimized.
  • the energy density (enthalpy change during a phase transition per kg) of the phase change materials affects the volume weight in so far as the amount of
  • Phase change materials can be selected lower at relatively high energy density than at lower energy density. A higher amount of the
  • Phase change materials naturally increase the mass of the transport container.
  • the insulation layer preferably has a thermal conductivity A ⁇ 0.02 W / (m.K), preferably ⁇ 0.012 W / (m.K).
  • the energy flow in the radial direction towards the interior of the transport container is reduced by means of the insulation layer.
  • the insulation layer preferably surrounds the interior of the transport container on all sides.
  • the material of the insulating layer preferably has a density of ⁇ 300 kg / m 3 .
  • the first phase change material has a phase transition temperature of 2-8 ° C, preferably 4-6 ° C
  • the second phase change material has a phase transition temperature of 15-25 ° C, preferably 18-22 ° C, having.
  • the difference between the phase transition temperature of the first and the second phase change material is preferably at least 10 Kelvin. This makes it clear that the use of two different phase change materials according to the invention serves to operate the transport container in two different target temperature ranges of the interior, preferably in a first target temperature range of 2-8 ° C and in a second target temperature range of 15-25 ° C .
  • the transport container can also be operated in a third target temperature range.
  • the transport container additionally comprises a third phase change material which has a phase transition temperature different from the first and second phase change material.
  • the invention is not two different
  • Phase change materials are limited, but also includes designs with three, four or more
  • phase change materials with mutually different phase transition temperatures are preferably designed in such a way that it surrounds the interior space on all sides.
  • the first and the second phase change material can be integrated into the at least one phase change material layer in various ways.
  • the first and the second phase change material can be divided between the two or more phase change material layers in such a way that the first phase change material is in one phase change material layer and the second phase change material is in the other
  • Phase change material layer is arranged or that the first and the second phase change material is present in both phase change material layers.
  • the at least one phase change material layer it has a first layer which comprises the first phase change material or is formed from it, and a second layer arranged above it which comprises the second phase change material or is formed from it.
  • the two layers preferably surround the interior space on all sides. Arranging the first and second layers one above the other means that one of the two layers is further inside, ie closer to the interior, than the other of the two layers.
  • the advantage of the first embodiment mentioned is that no heat is conducted into the interior from that layer of the phase change material that is not in the phase transition.
  • the disadvantage lies in the higher construction costs, since due to the two-layer structure, twice the amount of phase change material, e.g. twice the number of plates of the phase change material are required.
  • Another disadvantage is the energy absorption and release of the outer of the two layers. If the outer of the two layers of the phase change material layer is in phase transition, the flow of energy to the interior space is dampened by the inner layer which is not in phase transition.
  • the at least one phase change material layer it has areas of the first and second phase change material arranged next to one another and alternately.
  • the areas of the first and the second phase change material are preferably arranged in the manner of tiles or a grid.
  • the area of the first phase change material facing the interior represents 40-60% of the total area of the phase change material layer, and that the area of the second phase change material facing the interior also represents 40-60% of the total area of the phase change material layer.
  • a single layer is sufficient which contains both the first and the second phase change material, although several such layers are also possible from areas of the first and second phase change material arranged next to one another and alternately. Since the areas of the first and the second phase change material are arranged next to one another and alternately, only about half (40-60%) of the area surrounding the interior can be used for temperature control of the interior. Heat penetrates into the interior of the transport container through the areas of that phase change material which is not in the phase transition and so-called hotspots arise. In order to ensure that the temperature in the interior of the transport container remains homogeneous, a preferred development of the invention provides that on the side facing away from the interior and / or on the side facing the interior of the at least one
  • Phase change material layer an energy distribution layer made of a highly thermally conductive material is arranged. As a result, the surface of the phase change material that is not in the phase transition is cooled by that which is in the phase transition.
  • the possible tile size is dependent on the thermal conductivity of the energy distribution layer (s). In the case of aluminum, the tile size or the distance to the phase change material, which is not in the phase transition, must not be larger than 30cm.
  • the at least one energy distribution layer also serves to compensate for heat-permeable weak points in the structure of the transport container, e.g. in the area of the door, so that there is no local heating. For example, there is air in the door gap, which increases the insulation value locally to over 26 mW / (m.K).
  • the energy distribution layer arranged on the side of the at least one phase change material layer facing away from the interior space is arranged between the insulation layer and the phase change material layer.
  • the at least one energy distribution layer can preferably have a thermal conductivity of A> 100 W / (m.K), particularly preferably A> 200 W / (m.K).
  • Such values of thermal conductivity can preferably be achieved in that the respective energy distribution layer consists at least partially, preferably completely, of aluminum, copper or carbon nanotubes.
  • Aluminum has a thermal conductivity of approx. 236 W / (m.K). Copper has a thermal conductivity of approx. 401 W / (m.K).
  • Carbon nanotubes have a thermal conductivity of 6000 W / (m.K). It is also conceivable that the respective energy distribution layer consists of at least two different materials which have different thermal conductivity.
  • the at least one Energy distribution layer is preferably made relatively thin and in particular has a thickness of less than 2 mm.
  • the at least one phase change material layer has a mixture of particles of the first and the second phase change material.
  • the particles can, for example, be small hollow spheres that are filled with the respective phase change material, i.e. a first subset of the hollow spheres is filled with the first phase change material and a second subset of the hollow spheres is filled with the second phase change material.
  • a porous carrier material can be provided, in whose pores the first or second phase change material is arranged. It is essential here that the two phase change materials are not mixed, but that each phase change material remains pure.
  • the total volume of the first phase change material used and the total volume of the second phase change material used are each smaller than if only a single one
  • Phase change material would be used. Phase change materials with a high energy density are preferred to ensure sufficient temperature control. In particular, it can preferably be provided that the first and the second phase change material each have an energy density in the phase transition (enthalpy) of> 150 kJ / kg. It is also preferred if the transport container is designed such that the heat flow over the entire construction is less than 0.15 W / m 2 K, preferably less than 0.1 W / m 2 K.
  • the insulation layer comprises or consists of vacuum panels or aerogels.
  • the insulating layer has a plurality of, in particular, honeycomb-shaped hollow chambers, a honeycomb structure element according to WO 2011/032299 A1 being particularly advantageous.
  • the shell is surrounded by a housing which comprises a particularly cuboid frame, between the frame parts of which the side surfaces of the housing are formed by flat elements, especially flexible flat elements, such as textile walls made of plastic fibers, especially aramid fibers ( e.g. Kevlar), are arranged.
  • the flat elements are preferably designed in such a way that they cannot easily be pierced by the fingers of a fork lift truck or other pointed objects.
  • the design of the housing from a frame and flat elements ensures an extremely light construction, wherein the frame parts of the frame can be formed from carbon or aluminum, for example.
  • phase change material on the side of the phase change material layer facing away from the interior
  • Temperature sensor preferably at least one temperature sensor on each side of the transport container.
  • said at least one temperature sensor is arranged between the phase change material layer and the insulating layer.
  • the performance of the insulation can be continuously monitored.
  • a sensor can be attached which measures the ambient temperature, with the insulation performance of the insulation layer being continuously calculated from the temperature difference curve of the at least one temperature sensor arranged between the phase change material layer and the insulation layer and the outside temperature sensor.
  • the phase change material layer preferably comprises phase change material elements designed as planar chemical latent heat accumulators, with conventional ones with regard to the medium forming the latent heat accumulator Trainings are usable.
  • Preferred media for the latent heat storage are paraffins and salt mixtures.
  • the invention In order to recharge the first and / or second phase change material when required, it can be used in combination with at least one active temperature control element.
  • the invention is further developed in such a way that the casing furthermore has an active temperature control layer or an active temperature control element.
  • the active temperature control layer or the active temperature control element can also be used to control the temperature of the interior of the container directly.
  • the active temperature control layer or the active temperature control element is preferably one for converting electrical energy into heat to be emitted or absorbed.
  • the transport container is preferably equipped on its outside with connecting means, in particular a socket, for electrically connecting an external power source. As soon as an external power source is available, the active temperature control layer or the active temperature control element can thus be put into operation.
  • the transport container has an electrical energy storage device, such as an accumulator, which can be fed from an external power source.
  • the electrical energy store can be arranged in order to supply control and, if applicable, temperature monitoring electronics of the transport container with electrical energy.
  • the electrical energy storage can be connected to the active temperature control layer or the active temperature control element in order to supply this (s) with electrical energy when required.
  • the active temperature control layer or the active temperature control element has Peltier elements, a heat exchanger interacting with a thermodynamic cycle, in particular a compression refrigeration machine, or magnetic cooling.
  • Peltier elements are particularly preferably used because they are designed to be small and can be easily integrated into the temperature control layer.
  • the temperature control layer preferably comprises a plurality of Peltier elements, the cold and warm sides of which are each connected to a common plate-shaped heat-conducting element. The plate-shaped heat conducting elements thus form the top and bottom of the temperature control layer and carry Peltier elements arranged between them.
  • the active temperature control element can be integrated into the phase change material layer.
  • the temperature control element is designed as a cooling coil that runs in the phase change material layer.
  • FIG. 1 show a perspective View of a transport container
  • FIG. 2 a sectional view of the container of FIG. 1
  • FIG. 3 a and FIG. 3b sectional views according to the line III-III of FIG. 2 in two different configurations of FIG
  • FIG. 4 shows a sectional view along the line IV-IV in FIG. 2.
  • FIG. 1 shows a cuboid transport container 1, the shell of which is formed by walls 2 and a door 3.
  • Transport container 1 all have essentially the same layer structure.
  • the layer structure comprises from the outside to the inside an insulating layer 4, an outer energy distribution layer 5, e.g. made of aluminum, a phase change material layer 6 and an inner energy distribution layer 7.
  • the shell is surrounded by a housing which includes a cuboid frame 8, between whose frame parts 10 the side surfaces Flat elements 9 forming the housing, in particular flexible flat elements, such as textile walls made of plastic fibers, in particular aramid fibers (for example Kevlar), are arranged.
  • the layer structure is shown in FIG. 2 and it can be seen that the said layers of the shell surround an interior 11 of the transport container 1 on all sides.
  • the phase change material layer 6 is shown as a uniform area. According to the invention, however, the phase change material layer 6 comprises a first and a second phase change material which have phase transition temperatures that are different from one another.
  • the sectional view according to FIG. 3a shows a first embodiment of the structure of the phase change material layer 6 from two layers 12 and 13 arranged one above the other, the layer 12 consisting of the first phase change material and the layer 13 consisting of the second phase change material.
  • the sectional view according to FIG. 3b shows a second embodiment of the structure of the phase change material layer 6, which consists only of a single layer in which areas made of the first phase change material and areas made of the second phase change material are arranged side by side and alternately.
  • the areas mentioned are arranged in the manner of a tile or grid.
  • the arrangement of the outer and / or the inner energy distribution layer 5 or 7 is advantageous in order to distribute the heat reaching the interior 11 through those areas of the phase change material layer 6 that are not in phase change.
  • the outer and / or the inner energy distribution layer 5 or 7 can also be dispensed with.
  • Phase change material layer 6 can be arranged, in particular between the phase change material layer 6 and the insulating layer 4, the temperature sensor 16 in the Insulation layer can be embedded.
  • a temperature sensor 16 is preferably arranged in each wall 2 of the casing.

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Abstract

Bei einem Transportbehälter (1) zum Transport von temperaturempfindlichem Transportgut mit einem Innenraum zur Aufnahme des Transportguts, der von einer aus mehreren Schichten bestehenden Hülle begrenzt ist, umfassend zumindest eine Phasenwechselmaterialschicht (6) sowie eine auf der dem Innenraum abgewandten Seite der Phasenwechselmaterialschicht angeordnete Dämmschicht (4), umfasst die zumindest eine Phasenwechselmaterialschicht wenigstens ein erstes und ein zweites Phasenwechselmaterial, wobei das erste und das zweite Phasenwechselmaterial eine voneinander verschiedene Phasenübergangstemperatur aufweisen, und der Transportbehälter ein Verhältnis von Masse/Volumen von < 180 kg/m3, bevorzugt < 160 kg/m3, besonders bevorzugt < 140 kg/m3 aufweist.

Description

Transportbehälter
Die Erfindung betrifft einen Transportbehälter zum Transport von temperaturempfindlichem Transportgut mit einem Innenraum zur Aufnahme des Transportguts, der von einer aus mehreren Schichten bestehenden Hülle begrenzt ist, umfassend zumindest eine Phasenwechselmaterialschicht sowie eine auf der dem Innenraum abgewandten Seite der Phasenwechselmaterialschicht angeordnete Dämmschicht.
Beim Transport von temperaturempfindlichem Transportgut, wie z.B. Arzneimitteln, über Zeiträume von mehreren Stunden oder Tagen müssen vorgegebene Temperaturbereiche bei der Lagerung und dem Transport eingehalten werden, um die Verwendbarkeit und die Sicherheit des Transportguts zu gewährleisten. Für verschiedene Arzneimittel sind Temperaturbereiche von 2 bis 25°C, insbesondere 2 bis 8°C oder 15 bis 25°C, als Lager- und Transportbedingungen festgeschrieben .
Damit der gewünschte Temperaturbereich des Transportguts beim Transport permanent und nachweislich eingehalten wird, werden Transportcontainer, z.B. Luftfrachtcontainer, mit besonderem Isolationsvermögen eingesetzt. Aus dem Stand der Technik sind Container bekannt, deren Containerwände eine Dämmschicht umfassen und die mit passiven Temperierelementen ausgestattet sind. Passive Temperierelemente erfordern während der Anwendung keine externe Energiezufuhr, sondern nützen ihre Wärmespeicherkapazität, wobei es je nach Temperaturniveau zu einer Abgabe oder einer Aufnahme von Wärme an den bzw. aus dem zu temperierenden Transportbehälterinnenraum kommt. Solche passiven Temperierelemente sind erschöpft, sobald der Temperaturausgleich mit dem Transportbehälterinnenraum abgeschlossen ist.
Eine besondere Form von passiven Temperierelementen sind Latentwärmespeicher, die thermische Energie in Phasenwechselmaterialien speichern können, deren latente Schmelzwärme, Lösungswärme oder Absorptionswärme wesentlich größer ist als die Wärme, die sie aufgrund ihrer normalen spezifischen Wärmekapazität speichern können.
Dabei wird ein Phasenwechselmaterial mit einer Phasenübergangstemperatur ausgewählt, die auf den im Innenraum des Containers gewünschten Temperaturbereich abgestimmt ist, sodass der gewünschte Temperaturbereich möglichst stabil und unabhängig von der Außentemperatur gehalten werden kann. Je nach dem gewünschten Temperaturbereich muss daher jeweils ein geeigneter Typ des Phasenwechselmaterials eingesetzt werden. Herkömmliche Transportcontainer, die nur für einen einzigen vorgegebenen Temperaturbereich ausgelegt sind, verursachen auf Grund von Asymmetrien der Warenflüsse daher eine Vielzahl von Leertransporten. Wenn beispielsweise in eine Region Ware versendet wird, die einen Temperaturbereich von 2 bis 8°C erfordert, aus dieser Region jedoch nur Ware exportiert wird, die einen Temperaturbereich von 15 bis 25°C erfordert, dann müssen leere Container eines ersten Typs in diese Region gebracht werden und gleichzeitig leere Container eines zweiten Typs aus dieser Region abtransportiert werden.
Auf dem Gebiet der Luftfracht bestimmen sich die Transportkosten für Frachtcontainer nach ihrem sogenannten Volumengewicht. Dem Volumengewicht liegt die Überlegung zugrunde, dass die Kosten des Lufttransports einerseits durch die Abmessungen einer Sendung - und demzufolge durch den benötigten Laderaum - und andererseits durch das Gewicht beeinflusst werden. Für die Kalkulation wird das an den Abmessungen orientierte Volumengewicht ermittelt und mit dem tatsächlichen Gewicht verglichen. Die jeweils größere Gewichtszahl wird als berechnungsfähiges Gewicht für die Berechnung der Frachtkosten herangezogen. Das Volumengewicht in kg wird nach der Formel (Länge x Höhe x Breite [cm] / Divisor) berechnet, wobei der Divisor nicht einheitlich festgelegt ist, sondern vom jeweiligen Dienstleister abhängt. Das jeweilige Volumengewicht muss auch dann bezahlt werden, wenn das tatsächliche Gewicht geringer ausfällt. Das optimale Gewicht bezogen auf eine Sendung von lm3 wird „Pivot-Gewicht" genannt und liegt je nach Dienstleister zwischen 160 und 200kg/m3. Es wird daher danach getrachtet, einen Frachtcontainer so zu konstruieren, dass er samt dem zu erwartenden Gewicht des Transportguts möglichst das Pivot-Gewicht aufweist. Wenn das tatsächliche Gewicht unter dem Pivot-Gewicht liegt, würde eine weitere Lastenreduktion keine
Transportkostenreduktion mit sich bringen. Gleichzeitig darf jedoch das Außenvolumen des Containers nicht zunehmen, da andernfalls die Kosten steigen würden.
Die vorliegende Erfindung zielt nun darauf ab, einen Transportbehälter der eingangs genannten Art dahingehend weiterzubilden, dass er für mehr als nur einen gewünschten Temperaturbereich des Innenraums geeignet ist und dessen Gewicht je m3 im Hinblick auf das Pivot-Gewicht für die Luftfracht optimiert ist. Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung bei einem Transportbehälter der eingangs genannten Art im Wesentlichen vor, dass die zumindest eine
Phasenwechselmaterialschicht wenigstens ein erstes und ein zweites Phasenwechselmaterial umfasst, wobei das erste und das zweite Phasenwechselmaterial eine voneinander verschiedene Phasenübergangstemperatur aufweisen, und der Transportbehälter ein Verhältnis von Masse/Volumen von
< 180 kg/m3, bevorzugt < 160 kg/m3, besonders bevorzugt
< 140 kg/m3, aufweist.
Dadurch, dass der Transportbehälter zwei verschiedene Phasenmaterialien mit voneinander verschiedener Phasenübergangstemperatur enthält, kann der Container für den Transport von Waren verwendet werden, die unterschiedliche Temperaturbereiche erfordern. Dadurch wird der Container flexibel einsetzbar und die Anzahl an Leertransporten kann entscheidend verringert werden. Je nach dem gewünschten Temperaturbereich wird das erste oder das zweite Phasenwechselmaterial wirksam, wobei das jeweils andere Phasenwechselmaterial keinen Phasenwechsel vollzieht. Um nun trotz der durch das Vorsehen von zwei Phasenwechselmaterialien bewirkten Gewichtserhöhung eine Überschreitung des Pivot-Gewichts möglichst auszuschließen weist der Transportbehälter ein Verhältnis von Masse/Volumen von < 180 kg/m3, bevorzugt < 160 kg/m3, besonders bevorzugt < 140 kg/m3 auf, wobei dies den Transportbehälter mit leerem Innenraum betrifft.
Das Verhältnis von Masse/Volumen (d.h. das Volumengewicht) ist durch eine Reihe von Faktoren abhängig. Zu diesen Faktoren gehören der Wärmeleitwert der Dämmschicht, das Gewicht der Dämmschicht, die Energiedichte der Phasenwechselmaterialien, die Menge der eingesetzten Phasenwechselmaterialien sowie das Strukturgewicht (das Gewicht der tragenden Struktur des Transportbehälters). Die einzelnen Faktoren sind teilweise voneinander abhängig. Hinsichtlich der Dämmschicht kann zur Einhaltung des geforderten Volumengewichts beispielsweise so vorgegangen werden, dass die Dämmschicht bei möglichst geringer Dichte mit einer möglichst niedrigen Wärmleitfähigkeit ausgebildet wird. Auf Grund der relativ niedrigen Wärmleitfähigkeit kann eine ausreichende Wärmedämmung auch mit einer geringen Dicke der Dämmschicht sichergestellt werden. Aus der geringen Dicke folgt ein geringes Volumen und ein geringes Gewicht, sodass gemeinsam mit der relativ geringen Dichte des Materials der Dämmschicht das Volumengewicht des Transportbehälters minimiert ist. Die Energiedichte (Enthalpieänderung bei einem Phasenübergang je kg) der Phasenwechselmaterialien wirkt sich insoferne auf das Volumengewicht aus, als die Menge der
Phasenwechselmaterialien bei relativ hoher Energiedichte geringer gewählt werden kann als bei niedrigerer Energiedichte. Eine höhere Menge der
Phasenwechselmaterialien erhöht naturgemäß die Masse des Transportbehälters .
Bevorzugt weist die Dämmschicht eine Wärmeleitfähigkeit A < 0,02 W/(m.K), bevorzugt < 0,012 W/(m.K), auf.
Mittels der Dämmschicht wird der Energiefluss in radialer Richtung zum Innenraum des Transportbehälters hin reduziert. Die Dämmschicht umgibt den Innenraum des Transportbehälters bevorzugt allseitig. Bevorzugt weist das Material der Dämmschicht eine Dichte von < 300 kg/m3 auf.
Für den Transport von pharmazeutischen Erzeugnissen ist es vorteilhaft, wenn das erste Phasenwechselmaterial eine Phasenübergangstemperatur von 2-8°C, vorzugsweise 4-6°C, und das zweite Phasenwechselmaterial eine Phasenübergangstemperatur von 15-25°C, vorzugsweise 18- 22°C, aufweist.
Bevorzugt beträgt die Differenz zwischen der Phasenübergangstemperatur des ersten und des zweiten Phasenwechselmaterials mindestens 10 Kelvin. Dies verdeutlicht, dass der erfindungsgemäße Einsatz von zwei verschiedenen Phasenwechselmaterialien im Rahmen der Erfindung dazu dient den Transportbehälter in zwei unterschiedlichen Zieltemperaturbereichen des Innenraums zu betreiben, bevorzugt in einem ersten Zieltemperaturbereich von 2-8°C und in einem zweiten Zieltemperaturbereich von 15-25°C .
Es ist denkbar, dass der Transportbehälter auch in einem dritten Zieltemperaturbereich betreibbar ist. Zu diesem Zweck umfasst der Transportbehälter zusätzlich ein drittes Phasenwechselmaterial, welches eine vom ersten und vom zweiten Phasenwechselmaterial verschiedene Phasenübergangstemperatur aufweist. Allgemein ist die Erfindung nicht auf zwei verschiedene
Phasenwechselmaterialien beschränkt, sondern umfasst auch Ausführungen mit drei, vier oder mehr
Phasenwechselmaterialien mit voneinander verschiedener Phasenübergangstemperatur . Die zumindest eine Phasenwechselmaterialschicht ist bevorzugt derart ausgebildet, dass sie den Innenraum allseitig umgibt.
Das erste und das zweite Phasenwechselmaterial können in verschiedener Weise in die zumindest eine Phasenwechselmaterialschicht integriert werden. Im Falle von mehr als einer Phasenwechselmaterialschicht kann das erste und das zweite Phasenwechselmaterial auf die zwei oder mehr Phasenwechselmaterialschichten aufgeteilt werden, und zwar derart, dass das erste Phasenwechselmaterial in der einen Phasenwechselmaterialschicht und das zweite Phasenwechselmaterial in der anderen
Phasenwechselmaterialschicht angeordnet ist oder dass das erste und das zweite Phasenwechselmaterial in beiden Phasenwechselmaterialschichten vorhanden ist.
Gemäß einer ersten Ausbildung der zumindest einen Phasenwechselmaterialschicht weist diese eine erste Lage auf, welche das erste Phasenwechselmaterial umfasst oder aus diesem gebildet ist, und eine darüber angeordnete zweite Lage, welche das zweite Phasenwechselmaterial umfasst oder aus diesem gebildet ist. Bevorzugt umgeben die beiden Lagen den Innenraum jeweils allseitig. Das Übereinander-Anordnen der ersten und der zweiten Lagen bedeutet, dass eine der beiden Lagen weiter innen, d.h. dem Innenraum näher, liegt als die andere der beiden Lagen. Der Vorteil der genannten ersten Ausbildung liegt darin, dass von derjenige Lage des Phasenwechselmaterials, die sich nicht im Phasenübergang befindet, keine Wärme in den Innenraum geleitet wird. Der Nachteil liegt im höheren Konstruktionsaufwand, da auf Grund der Zweischichtigkeit die doppelte Menge an Phasenwechselmaterial, z.B. die doppelte Anzahl an Platten des Phasenwechselmaterials, erforderlich sind. Ein weiterer Nachteil ist die Energieaufnahme und -abgabe der äußeren der beiden Lagen. Wenn sich die äußere der beiden Lagen der Phasenwechselmaterialschicht im Phasenübergang befindet, wird der Energiefluss zum Innenraum durch die sich nicht im Phasenübergang befindliche innere Lage gedämpft.
Gemäß einer zweiten Ausbildung der zumindest einen Phasenwechselmaterialschicht weist diese nebeneinander und abwechselnd angeordnete Bereiche des ersten und des zweiten Phasenwechselmaterials auf. Bevorzugt sind die Bereiche des ersten und des zweiten Phasenwechselmaterials hierbei kachel- oder rasterartig angeordnet. Für eine gleichmäßige Verteilung des ersten und des zweiten Phasenwechselmaterials rund um den Innenraum des Transportbehälters ist bevorzugt vorgesehen, dass an jeder Seite des Innenraums nebeneinander und abwechselnd angeordnete Bereiche des ersten und des zweiten Phasenwechselmaterial vorgesehen sind. Dies bedeutet, dass an jeder Seite des Innenraums (im Falle eines quaderförmigen Innenraums an allen sechs Seiten) die genannte kachel- oder rasterartige Anordnung der Bereiche des ersten und des zweiten Phasenwechselmaterials vorgesehen ist.
Um eine ausgewogenen Anteil der beiden
Phasenwechselmaterialien sicherzustellen, sodass in den jeweiligen Temperaturbereichen eine vergleichbare Temperierleistung zur Verfügung gestellt wird, ist bevorzugt vorgesehen, dass die dem Innenraum zugewandte Fläche des ersten Phasenwechselmaterials 40-60% der Gesamtfläche der Phasenwechselmaterialschicht darstellt, und dass auch die dem Innenraum zugewandte Fläche des zweiten Phasenwechselmaterials 40-60% der Gesamtfläche der Phasenwechselmaterialschicht darstellt.
Bei dieser genannten zweiten Ausbildung kommt man mit einer einzigen Schicht aus, die sowohl das erste als auch das zweite Phasenwechselmaterial enthält, obwohl auch mehrere derartiger Schichten aus nebeneinander und abwechselnd angeordneten Bereichen des ersten und des zweiten Phasenwechselmaterials möglich sind. Da die Bereiche des ersten und des zweiten Phasenwechselmaterials nebeneinander und abwechselnd angeordnet sind, kann lediglich ungefähr die Hälfte (40-60%) der den Innenraum umgebenden Fläche für die Temperierung des Innenraums genutzt werden. Durch die Bereiche desjenigen Phasenwechselmaterials, welches sich nicht im Phasenübergang befindet, dringt Wärme in den Innenraum des Transportbehälters und es entstehen sog. Hotspots. Um hierbei sicherzustellen, dass die Temperatur im Innenraum des Transportbehälters homogen bleibt, sieht eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung vor, dass auf der dem Innenraum abgewandten und/oder an der dem Innenraum zugewandten Seite der zumindest einen
Phasenwechselmaterialschicht eine Energieverteilschicht aus einem stark wärmeleitenden Material angeordnet ist. Dadurch wird die Oberfläche des sich nicht im Phasenübergang befindlichen Phasenwechselmaterials durch jenes gekühlt, welches sich im Phasenübergang befindet. Im Falle einer kachel- oder rasterartigen Anordnung der Bereiche des ersten und des zweiten Phasenwechselmaterials ist die mögliche Kachelgröße abhängig von der Wärmeleitfähigkeit der Energieverteilschicht(en). Bei Aluminimum sollte die Kachelgröße bzw. der Abstand zum Phasenwechselmaterial, welches sich nicht im Phasenübergang befindet, nicht grösser als 30cm sein.
Die wenigstens eine Energieverteilschicht dient auch dazu, dass wärmedurchlässige Schwachstellen im Aufbau des Transportbehälters, wie z.B. im Bereich der Tür, ausgeglichen werden können, sodass es zu keiner lokalen Erwärmung kommt. Z.B. befindet sich im Türspalt Luft, was den Dämmwert lokal auf über 26 mW/(m.K) ansteigen lässt.
Bevorzugt ist weiters vorgesehen, dass die auf der dem Innenraum abgewandten Seite der zumindest einen PhasenwechselmaterialSchicht angeordnete Energieverteilschicht zwischen der Dämmschicht und der Phasenwechselmaterialschicht angeordnet ist.
Die wenigstens eine Energieverteilschicht kann bevorzugt eine Wärmeleitfähigkeit von A > 100 W/(m.K), besonders bevorzugt A > 200 W/(m.K), aufweisen. Solche Werte der Wärmeleitfähigkeit können bevorzugt dadurch erreicht werden, dass die jeweilige Energieverteilschicht zumindest teilweise, bevorzugt vollständig, aus Aluminium, Kupfer oder Kohlenstoff-Nanoröhrchen besteht. Aluminimum weist eine Wärmeleitfähigkeit von ca. 236 W/(m.K) auf. Kupfer hat eine Wärmeleitfähigkeit von ca. 401 W/(m.K). Kohlenstoff- Nanoröhrchen haben eine Wärmeleitfähigkeit von 6000 W/ (m.K). Es ist auch denkbar, dass die jeweilige Energieverteilschicht aus zumindest zwei verschiedenen Materialien besteht, die eine unterschiedliche Wärmeleitfähigkeit aufweisen.
Im Hinblick auf eine möglichst gewichtsoptimierte Ausbildung des Transportbehälters ist die wenigstens eine Energieverteilschicht bevorzugt relativ dünn ausgebildet und weist insbesondere eine Dicke von weniger als 2 mm auf.
Gemäß einer dritten Ausbildung der zumindest einen Phasenwechselmaterialschicht weist diese eine Mischung aus Partikeln des ersten und des zweiten Phasenwechselmaterials auf. Bei den Partikeln kann es sich beispielsweise um kleine Hohlkugeln handeln, die mit dem jeweiligen Phasenwechselmaterial gefüllt sind, d.h. ein erste Teilmenge der Hohlkugeln ist mit dem ersten Phasenwechselmaterial und ein zweite Teilmenge der Hohlkugeln ist mit dem zweiten Phasenwechselmaterial gefüllt. Alternativ kann ein poröses Trägermaterial vorgesehen sein, in dessen Poren das erste bzw. zweite Phasenwechselmaterial angeordnet ist. Wesentlich hierbei ist, dass die zwei Phasenwechselmaterialen nicht vermischt werden, sondern jedes Phasenwechselmaterial für sich rein bleibt.
Aus Gründen der Gewichts- und Platzreduktion sind das Gesamtvolumen des eingesetzten ersten Phasenwechselmaterials und das Gesamtvolumen des eingesetzten zweiten Phasenwechselmaterials jeweils geringer als wenn lediglich ein einziges
Phasenwechselmaterials zum Einsatz kommen würde. Um dennoch ein ausreichende Temperierleistung sicherzustellen, kommen bevorzugt Phasenwechselmaterialien mit hoher Energiedichte zum Einsatz. Insbesondere kann bevorzugt vorgesehen sein, dass das erste und das zweite Phasenwechselmaterial jeweils eine Energiedichte im Phasenübergang (Enthalpie) von > 150kJ/kg aufweisen. Weiters ist es bevorzugt, wenn der Transportbehälter derart ausgebildet ist, dass der Wärmefluss über die gesamte Konstruktion kleiner als 0,15 W/m2K, bevorzugt kleiner 0,1 W/m2K beträgt.
Um eine besonders wirksame Dämmung mit einer Wärmeleitfähigkeit A < 0,02 W/(m.K), bevorzugt < 0,012 W/ (m.K), sicherzustellen, ist bevorzugt vorgesehen, dass die Dämmschicht Vakuumpaneele oder Aerogele umfasst oder aus diesen besteht.
Eine vorteilhafte Ausbildung ergibt sich, wenn die Dämmschicht eine Vielzahl von insbesondere wabenförmigen Hohlkammern aufweist, wobei ein Wabenstrukturelement gemäß der WO 2011/032299 Al besonders vorteilhaft ist.
Bei der Handhabung von Transportbehältern z.B. durch Hubstapler besteht die Gefahr einer Beschädigung der den Innenraum umgebenden Hülle, insbesondere der Dämmschicht, durch die Hubstaplergabel. Eine bevorzugte Weiterbildung sieht in diesem Zusammenhang vor, dass die Hülle von einem Gehäuse umgeben ist, welches einen insbesondere quaderförmigen Rahmen umfasst, zwischen dessen Rahmenteilen die Seitenflächen des Gehäuses bildende flächige Elemente, insbesondere flexible flächige Elemente, wie z.B. Textilwände aus Kunststofffasern, insbesondere Aramidfasern (z.B. Kevlar), angeordnet sind. Die flächigen Elemente sind hierbei bevorzugt so ausgebildet, dass sie nicht ohne weiters durch die Finger eines Gabelstaplers oder andere spitze Gegenstände durchstochen werden können. Gleichzeitig gewährleistet die Ausbildung des Gehäuses aus einem Rahmen und flächigen Elementen eine überaus leichte Konstruktion, wobei die Rahmenteile des Rahmens beispielsweise aus Carbon oder Aluminium gebildet sein können.
Um eine allfällige Beschädigung der Hülle bzw. des Gehäuses feststellen zu können, ist bevorzugt vorgesehen, dass auf der dem Innenraum abgewandten Seite der Phasenwechselmaterialschicht wenigstens ein
Temperatursensor, und zwar vorzugsweise an jeder Seite des Transportbehälters jeweils wenigstens ein Temperatursensor, angeordnet ist. Insbesondere ist der besagte wenigstens eine Temperatursensor zwischen der Phasenwechselmaterialschicht und der Dämmschicht angeordnet .
Auf Grund der Messwerte des wenigstens einen Temperatursensors kann die Leistungsfähigkeit der Dämmung laufend kontrolliert werden. Ergänzend kann ein Sensor angebracht werden, welcher die Umgebungstemperatur misst, wobei aus dem Temperaturdifferenzverlauf des wenigstens einen zwischen Phasenwechselmaterialschicht und der Dämmschicht angeordneten Temperatursensors und des Außentemperatursensors die Dämmleistung der Dämmschicht laufend berechnet werden kann. Diese Daten können mittels drahtloser Datenübertragungsmittel laufend an eine zentrale Datenbank übermittelt werden, sodass die Funktionstüchtigkeit des Transportbehälters global überwacht und sichergestellt werden kann.
Die Phasenwechselmaterialschicht umfasst bevorzugt als flächige chemische Latentwärmespeicher ausgebildete Phasenwechselmaterialelemente, wobei bezüglich des den Latentwärmespeicher bildenden Mediums herkömmliche Ausbildungen verwendbar sind. Bevorzugte Medien für die Latentwärmespeicher sind Paraffine und Salzmischungen.
Um das erste und/oder zweite Phasenwechselmaterial bei Bedarf wieder aufzuladen, kann dieses in Kombination mit wenigstens einem aktiven Temperierelement eingesetzt werden. Die Erfindung ist in diesem Zusammenhang derart weitergebildet, dass die Hülle weiters eine aktive Temperierschicht oder ein aktives Temperierelement aufweist. Alternativ oder zusätzlich kann die aktive Temperierschicht oder das aktive Temperierelement aber auch dazu eingesetzt werden, um den Innenraum des Behälters direkt zu temperieren.
Bei der aktiven Temperierschicht bzw. dem aktiven Temperierelement handelt es sich bevorzugt um ein solches zur Umwandlung von elektrischer Energie in abzugebende oder aufzunehmende Wärme. Zum Zwecke der Zufuhr der erforderlichen elektrischen Energie ist der Transportbehälter an seiner Außenseite bevorzugt mit Verbindungsmitteln, insbesondere einer Steckdose, zum elektrischen Verbinden einer externen Stromquelle ausgestattet. Sobald eine externe Stromquelle zur Verfügung steht, kann die aktive Temperierschicht bzw. das aktive Temperierelement somit in Betrieb genommen werden.
Weiters kann vorgesehen sein, dass der Transportbehälter einen elektrischen Energiespeicher, wie z.B. einen Akkumulator, aufweist, der von einer externen Stromquelle speisbar ist. Der elektrische Energiespeicher kann dabei angeordnet sein, um eine Steuerungs- und ggf. Temperaturüberwachungselektronik des Transportbehälters mit elektrischer Energie zu versorgen. Weiters kann der elektrische Energiespeicher mit der aktiven Temperierschicht bzw. dem aktiven Temperierelement verbunden sein, um diese(s) bei Bedarf mit elektrischer Energie zu versorgen. Dadurch wird ein zumindest kurzzeitiger Betrieb der aktiven Temperierschicht bzw. des aktiven Temperierelements auch während des Transports möglich, wenn keine externe Stromquelle vorhanden ist.
Eine bevorzugte Ausbildung sieht vor, dass die aktive Temperierschicht bzw. das aktive Temperierelement Peltierelemente, einen mit einem thermodynamischen Kreisprozess, insbesondere einer Kompressionskältemaschine zusammenwirkenden Wärmetauscher oder eine Magnetkühlung aufweist. Besonders bevorzugt kommen Peltierelemente zum Einsatz, weil diese kleinbauend ausgeführt werden und in einfacher Weise in die Temperierschicht integriert werden können. Die Temperierschicht umfasst bevorzugt eine Mehrzahl von Peltierelementen, deren kalte und warme Seite jeweils mit einem gemeinsamen plattenförmigen Wärmeleitelement verbunden ist. Die plattenförmigen Wärmeleitelemente bilden somit die Ober- und die Unterseite der Temperierschicht und tragen dazwischen angeordnete Peltierelemente .
Das aktive Temperierelement kann in die Phasenwechselmaterialschicht integriert werden. Beispielsweise kann hierbei vorgesehen sein, dass das Temperierelement als Kühlschlange ausgebildet ist, das in der Phasenwechselmaterialschicht verläuft.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. In dieser zeigen Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines Transportbehälters, Fig. 2 eine Schnittansicht des Behälters der Fig. 1, Fig. 3a und Fig. 3b Schnittansichten gemäß der Linie III-III der Fig. 2 in zwei verschiedenen Ausbildungen der
Phasenwechselmaterialschicht und Fig. 4 eine Schnittansicht gemäß der Linie IV-IV der Fig. 2.
In Fig. 1 ist ein quaderförmiger Transportbehälter 1 dargestellt, dessen Hülle von Wänden 2 und einer Tür 3 gebildet ist. Die Wände 2 und die Tür 3 des
Transportbehälters 1 weisen alle im Wesentlichen denselben Schichtaufbau auf. Der Schichtaufbau umfasst von außen nach innen eine Dämmschicht 4, eine äußere Energieverteilschicht 5, z.B. aus Aluminium, eine Phasenwechselmaterialschicht 6 und eine innere Energieverteilschicht 7. Die Hülle ist von einem Gehäuse umgeben, welches einen quaderförmigen Rahmen 8 umfasst, zwischen dessen Rahmenteilen 10 die Seitenflächen des Gehäuses bildende flächige Elemente 9, insbesondere flexible flächige Elemente, wie z.B. Textilwände aus Kunststofffasern, insbesondere Aramidfasern (z.B. Kevlar), angeordnet sind.
Der Schichtaufbau ist in Fig. 2 dargestellt und es ist ersichtlich, dass die besagten Schichten der Hülle einen Innenraum 11 des Transportbehälters 1 allseitig umgeben.
In der Schnittansicht gemäß Fig. 2 ist die Phasenwechselmaterialschicht 6 als einheitlicher Bereich dargestellt. Die Phasenwechselmaterialschicht 6 umfasst jedoch erfindungsgemäß ein erstes und ein zweites Phasenwechselmaterial, welche voneinander verschiedene Phasenübergangstemperaturen aufweisen. Die Schnittansicht gemäß Fig. 3a zeigt eine erste Ausbildung des Aufbaus der Phasenwechselmaterialschicht 6 aus zwei übereinander angeordneten Lagen 12 und 13, wobei die Lage 12 aus dem ersten Phasenwechselmaterial besteht und die Lage 13 aus dem zweiten Phasenwechselmaterial besteht .
Die Schnittansicht gemäß Fig. 3b zeigt eine zweite Ausbildung des Aufbaus der Phasenwechselmaterialschicht 6, die lediglich aus einer einzigen Lage besteht, in der Bereiche aus dem ersten Phasenwechselmaterial und Bereiche aus dem zweiten Phasenwechselmaterial nebeneinander und abwechselnd angeordnet sind. In der Schnittdarstellung gemäß Fig. 4 ist für diese zweite Ausbildung gezeigt, dass die genannten Bereiche kachel- bzw. rasterartig angeordnet sind.
Für die genannte zweite Ausbildung der Phasenwechselmaterialschicht 6 ist die Anordnung der äußeren und/oder der inneren Energieverteilschicht 5 bzw. 7 vorteilhaft, um die durch diejenigen Bereiche der Phasenwechselmaterialschicht 6, die sich nicht im Phasenwechsel befinden, in den Innenraum 11 gelangende Wärme zu verteilen. Bei der genannten ersten Ausbildung der Phasenwechselmaterialschicht 6 kann auf die äußere und/oder die innere Energieverteilschicht 5 bzw. 7 auch verzichtet werden.
In Fig. 3a und 3b ist weiters ersichtlich, dass ein Temperatursensor 16 außerhalb der
Phasenwechselmaterialschicht 6 angeordnet werden kann, insbesondere zwischen der Phasenwechselmaterialschicht 6 und der Dämmschicht 4, wobei der Temperatorsensor 16 in die Dämmschicht eingebettet werden kann. Bevorzugt ist ein Temperatorsensor 16 in jeder Wand 2 der Hülle angeordnet.

Claims

Patentansprüche:
1. Transportbehälter zum Transport von temperaturempfindlichem Transportgut mit einem Innenraum zur Aufnahme des Transportguts, der von einer aus mehreren Schichten bestehenden Hülle begrenzt ist, umfassend zumindest eine Phasenwechselmaterialschicht sowie eine auf der dem Innenraum abgewandten Seite der Phasenwechselmaterialschicht angeordnete Dämmschicht, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Phasenwechselmaterialschicht wenigstens ein erstes und ein zweites Phasenwechselmaterial umfasst, wobei das erste und das zweite Phasenwechselmaterial eine voneinander verschiedene Phasenübergangstemperatur aufweisen, und der Transportbehälter ein Verhältnis von Masse/Volumen von
< 180 kg/m3, bevorzugt < 160 kg/m3, besonders bevorzugt
< 140 kg/m3 aufweist.
2. Transportbehälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Phasenwechselmaterial eine Phasenübergangstemperatur von 2-8°C, vorzugsweise 4-6°C, aufweist.
3. Transportbehälter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Phasenwechselmaterial eine Phasenübergangstemperatur von 15-25°C, vorzugsweise 18- 22°C, aufweist.
4. Transportbehälter nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Differenz zwischen der Phasenübergangstemperatur des ersten und des zweiten Phasenwechselmaterials mindestens 10 Kelvin beträgt.
5. Transportbehälter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Phasenwechselmaterialschicht eine erste Lage aufweist, welche das erste Phasenwechselmaterial umfasst oder aus diesem gebildet ist, und eine darüber angeordnete zweite Lage aufweist, welche das zweite Phasenwechselmaterial umfasst oder aus diesem gebildet ist.
6. Transportbehälter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Phasenwechselmaterialschicht nebeneinander und abwechselnd angeordnete Bereiche des ersten und des zweiten Phasenwechselmaterial aufweist.
7. Transportbehälter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Bereiche des ersten und des zweiten Phasenwechselmaterials kachel- oder rasterartig angeordnet sind.
8. Transportbehälter nach Anspruch 5 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass an jeder Seite des Innenraums nebeneinander und abwechselnd angeordnete Bereiche des ersten und des zweiten Phasenwechselmaterials vorgesehen sind.
9. Transportbehälter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Phasenwechselmaterialschicht eine Mischung aus Partikeln des ersten und des zweiten Phasenwechselmaterials aufweist.
10. Transportbehälter nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass auf der dem Innenraum abgewandten und/oder an der dem Innenraum zugewandten Seite der zumindest einen Phasenwechselmaterialschicht eine Energieverteilschicht aus einem stark wärmeleitenden Material angeordnet ist.
11. Transportbehälter nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die auf der dem Innenraum abgewandten Seite der zumindest einen Phasenwechselmaterialschicht angeordnete Energieverteilschicht zwischen der Dämmschicht und der Phasenwechselmaterialschicht angeordnet ist.
12. Transportbehälter nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Dämmschicht eine Wärmeleitfähigkeit A < 0,02 W/(m.K), bevorzugt < 0,012 W/(m.K), aufweist.
13. Transportbehälter nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Energieverteilschicht eine Wärmeleitfähigkeit von A >
100 W/(m.K) A > 200 W/(m.K) aufweist.
14. Transportbehälter nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Energieverteilschicht zumindest teilweise, insbesondere vollständig, aus Aluminium, Kupfer oder Kohlenstoff- Nanoröhrchen besteht.
15. Transportbehälter nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und das zweite Phasenwechselmaterial jeweils eine Energiedichte im Phasenübergang (Enthalpie) von > 150kJ/kg aufweisen.
16. Transportbehälter nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Dämmschicht Vakuumpaneele oder Aerogele umfasst oder aus diesen besteht.
17. Transportbehälter nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Dämmschicht eine Wabenstruktur aus einer Vielzahl von gasgefüllten Waben oder Zellen umfasst.
18. Transportbehälter nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülle von einem Gehäuse umgeben ist, welches einen insbesondere quaderförmigen Rahmen umfasst, zwischen dessen Rahmenteilen die Seitenflächen des Gehäuses bildende flächige Elemente, insbesondere flexible flächige Elemente, wie z.B. Textilwände aus Kunststofffasern, insbesondere Aramidfasern (z.B. Kevlar), angeordnet sind.
19. Transportbehälter nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass auf der dem Innenraum abgewandten Seite der Phasenwechselmaterialschicht wenigstens ein Temperatursensor, und zwar vorzugsweise an jeder Seite des Transportbehälters jeweils wenigstens ein Temperatursensor, angeordnet ist.
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