本發(fā)明涉及一種用于運輸溫度敏感貨物的容器,該容器包括壁結(jié)構(gòu),該壁結(jié)構(gòu)包圍用于接收貨物的裝載空間并且包括用于對裝載空間進(jìn)行裝載和卸載的開口,該容器還包括用于選擇性地打開和關(guān)閉開口的門裝置,其中,用于容納冷卻劑的至少一個冷卻劑儲器布置和/或緊固在裝載空間中、在所述壁結(jié)構(gòu)的至少一個壁上、特別是在上壁上,其中,該至少一個冷卻劑儲器或其中包含的冷卻劑可經(jīng)由開口的冷卻劑通達(dá)(access)部分調(diào)換。
背景技術(shù):
1、在藥品供應(yīng)鏈和物流中,范圍廣泛的產(chǎn)品需要在溫控環(huán)境中運輸。可以控制若干溫度域,其范圍為從室溫(大約+25℃)到深度冷凍溫度(即,下至-90℃)。
2、為了滿足該需求,使用在持續(xù)的一定時間量內(nèi)維持內(nèi)部溫度的運輸容器。這種容器通過阻止三種類型的熱傳遞(傳導(dǎo)、對流和輻射)來限制周圍環(huán)境與其裝載空間之間的熱傳遞。當(dāng)容器關(guān)閉時,整合在容器結(jié)構(gòu)中的若干隔絕層阻止了所有三種類型的熱傳遞。
3、然而,這種運輸容器定期地需要打開,以便對它們進(jìn)行裝載和卸載抑或在運送期間執(zhí)行例行操作。在該階段期間,并未很好地顧及所有三種類型的熱傳遞,并且在內(nèi)部裝載空間與外部環(huán)境之間發(fā)生空氣的質(zhì)量傳遞。
4、現(xiàn)有類型的運送容器通常被國際航空運輸協(xié)會(iata)分類為有源容器或無源容器。有源容器借助于熱泵維持在目標(biāo)溫度,從而需要電源才能起作用。無源容器不需要能量輸入并且依靠其隔絕件和無源冷卻劑來維持其溫度,諸如相變材料(pcm),包括例如冰或干冰。
5、在標(biāo)準(zhǔn)操作條件下,有源容器和無源容器僅被打開來裝載和卸載運送的貨物。然而,取決于冷卻劑的類型,一些無源容器可能需要在運送期間打開,以便為它們再填充冷卻劑并保證所期望的內(nèi)部溫度。對于用干冰冷卻的容器來說,情況尤其如此。
6、打開容器為運輸?shù)呢浳飫?chuàng)造了挑戰(zhàn)性條件。當(dāng)打開容器門時,由于裝載空間內(nèi)及其外部存在的氣體之間的密度差異所致,裝載空間中的冷空氣幾秒鐘內(nèi)就離開了容器。這種密度差異是由于兩種環(huán)境之間的溫差所致,并且可以使用理想氣體定律來估算。
7、對于在+25℃與-20℃之間的受控溫度,可以通過執(zhí)行需要在溫控環(huán)境中打開容器的所有操作來避免這一點。然而,當(dāng)處理目標(biāo)溫度低于-20℃的冷凍或深度冷凍容器時,很少能獲得被控制在與裝載空間一樣低的溫度下的環(huán)境。
8、這針對在容器中運輸?shù)呢浳镆鹆藘蓚€問題:
9、-一旦冷空氣離開了裝載空間,就會發(fā)現(xiàn)運輸?shù)呢浳锲渥陨硭幍沫h(huán)境與要求相比并非處于正好那個溫度下。當(dāng)操作員執(zhí)行再填充操作時,這會破壞運輸?shù)呢浳铩?/p>
10、-在容器關(guān)閉之后,已進(jìn)入容器的熱空氣需要再次冷卻到所期望的溫度,這顯著影響了容器的運行時間。
11、最后,根據(jù)理想氣體定律,內(nèi)環(huán)境與外環(huán)境之間的溫差越大,容器內(nèi)部和外部的空氣之間的密度差異就越大。這意味著,上文所描述的兩個問題對于冷凍和深度冷凍容器來說被放大,這些容器也是用于運輸最敏感產(chǎn)品(比如,疫苗)的容器。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、因此,本發(fā)明旨在在運送期間、特別是當(dāng)容器需要打開以便為它們再填充冷卻劑時保護(hù)這種敏感貨物免受潛在的溫度漂移的影響,且因此延長運輸容器的運行時間,由此在救命藥(life-saving?medicine)的運輸中提供附加的安全性。
2、為了實現(xiàn)這個和其他目的,本發(fā)明提供了一種開頭提到的類型的容器,該容器包括布置和/或緊固在裝載空間中、在所述壁結(jié)構(gòu)的至少一個壁上、特別是在上壁上的至少一個冷卻劑儲器,其中,該至少一個冷卻劑儲器或其中包含的冷卻劑可經(jīng)由開口的冷卻劑通達(dá)部分調(diào)換,并且該容器由阻隔元件來表征,該阻隔元件在開口的其余部分中布置成當(dāng)門裝置處于打開位置中時將裝載空間與外部分離。當(dāng)然,開口的其余部分是未被開口的冷卻劑通達(dá)部分占據(jù)的開口部分。
3、本發(fā)明基于如下構(gòu)思,即限制內(nèi)部裝載空間與外部環(huán)境之間的氣流,因此防止或減少冷空氣從容器內(nèi)部到外部的質(zhì)量傳遞并防止熱空氣在打開(多個)容器門時進(jìn)入到裝載空間中。根據(jù)本發(fā)明,借助于阻隔元件來限制當(dāng)打開(多個)容器門時的空氣交換。阻隔元件保護(hù)裝載空間免受外部熱量的影響。在其他使用情況中,阻隔元件可以對防止或減少暖空氣從容器內(nèi)部到外部的質(zhì)量傳遞并防止冷空氣在打開(多個)容器門時進(jìn)入到裝載空間中有用。
4、阻隔元件布置成以便不妨礙到冷卻劑儲器以對其進(jìn)行調(diào)換或再填充的通達(dá)。因此,本發(fā)明規(guī)定:阻隔元件布置成使容器開口的冷卻劑通達(dá)部分保持暢通,且因此布置在開口的其余部分中。
5、為了在打開(多個)門期間使能量損失最小化,阻隔元件應(yīng)被配置成盡可能地覆蓋開口的其余部分,即裝載空間與容器的環(huán)境之間的空氣流動剖面區(qū)域。因此,本發(fā)明的優(yōu)選實施例規(guī)定:阻隔元件覆蓋裝載空間與外部之間的空氣交換流動剖面區(qū)域的至少50%、優(yōu)選地至少80%、更優(yōu)選地至少90%。
6、本文中,空氣交換流動剖面區(qū)域優(yōu)選地被限定為由壁結(jié)構(gòu)的三個壁和布置在第四個壁、優(yōu)選地上壁上的冷卻劑儲器圍封的矩形區(qū)域。
7、由于冷空氣的密度高于暖空氣所致,冷空氣往往在可獲得的空氣交換流動剖面區(qū)域的較低區(qū)域中從裝載空間逸出。因此,優(yōu)選實施例規(guī)定:阻隔元件與壁結(jié)構(gòu)的底壁之間的距離小于50mm、優(yōu)選地小于30mm。
8、此外,阻隔元件優(yōu)選地布置成覆蓋開口的寬度的至少70%、優(yōu)選地至少90%、更優(yōu)選地至少98%。
9、為了進(jìn)一步提高阻隔元件的阻隔效果,優(yōu)選實施例規(guī)定:阻隔元件在其至少一個側(cè)向邊沿上包括彈性密封元件。
10、優(yōu)選地,阻隔元件實質(zhì)上是環(huán)境空氣不能夠滲透的。
11、阻隔元件可由諸如金屬、木材、織物、塑料或其組合之類的材料的片材制成。優(yōu)選地,阻隔元件由金屬制成,金屬由于其堅固性和剛性所致而為有利的。
12、通過盡可能地限制兩個空間之間的空氣交換流動剖面區(qū)域,得以使氣流盡可能地受到限制??梢匀缦掠嬎憷淇諝獾馁|(zhì)量傳遞。容器的頂部與底部之間的壓力差可以被認(rèn)為是線性的并且被表達(dá)為δp豎直=-ρgδh。本文中,ρ表示氣體的密度,g表示地球的重力,且h表示評估壓力差所沿的高度。假設(shè)容器的高度小,則每個體積的密度應(yīng)近似為常數(shù)。
13、可以使用理想氣體定律pv=nrt來估算每個體積(容器中和容器的外部)中的氣體密度。在該等式中,p表示給定體積中的壓力,v表示體積,n表示占據(jù)該體積的氣體的物質(zhì)的量,r表示理想氣體常數(shù),且t表示所考慮的體積中氣體的溫度。
14、由于容器的內(nèi)部與外部之間有溫度差異,氣體的密度及因此壓力在容器的內(nèi)部和外部是不同的。因而,該壓力差驅(qū)使冷空氣從容器中流出。
15、最后,穿過收縮的表面區(qū)域的質(zhì)量流量可以被表達(dá)為此處,cf表示摩擦系數(shù),s表示氣體可以流過的表面積,δp兩端表示調(diào)換區(qū)域兩端的壓力差,且ρ表示穿過收縮區(qū)域流出的氣體的密度。δp兩端被表達(dá)為p進(jìn)-p出。內(nèi)壓力和外壓力是根據(jù)δp豎直的表達(dá)式來表達(dá)的,并且取決于開口定位所處的高度而變化。
16、這示出了兩個重要的關(guān)系:
17、首先,質(zhì)量流量與調(diào)換表面積成正比并且冷空氣離開容器所需的時間與調(diào)換表面積成反比這表明,由阻隔元件覆蓋的調(diào)換表面是阻隔元件的效率的決定性因素。
18、其次,質(zhì)量流量與開口定位所處的高度的平方根成比例并且冷空氣離開容器所需的時間與開口定位所處的高度的平方根成反比這表明,阻隔元件的效率的第二個決定因素是未被阻隔元件覆蓋的開口位置。實際上,由于壓力豎直地變化,在開口位于底部處的情況下,容器排空得更快。
19、本發(fā)明的容器優(yōu)選地被配置成用于在若干天的時段內(nèi)運輸溫度敏感貨物(諸如,藥品),其中,在儲存和運輸期間必須維持特定的溫度范圍以便確保所運輸?shù)呢浳锏目捎眯院桶踩?。?yōu)選地,本發(fā)明的容器被配置成在至少3-5天內(nèi)將裝載空間的溫度維持在-60℃至-80℃的溫度,這對應(yīng)于各種藥物和疫苗的特定的儲存和運輸條件。
20、優(yōu)選地,干冰(固體co2)被用作冷卻劑,由于干冰的升華溫度為近似-78.5℃所致,因此其對于該溫度范圍是理想的。另外,對于從固體到氣體(升華)的相轉(zhuǎn)變,需要571.1kj/kg的能量的量,這與類似溫度范圍內(nèi)的可商購獲得的相變材料(≈200kj/kg)相比實現(xiàn)了在低重量的情況下非常大的冷卻效果。干冰的另一個優(yōu)點是其無殘留溶解。只需要確保氣態(tài)二氧化碳的安全排出,二氧化碳在常壓和0℃的溫度下占據(jù)的體積約為干冰的760倍。對于空運,通常存在不得超過的每趟航班的最大升華速率或干冰數(shù)量。因此,使每公斤貨物使用的干冰量最小化直接影響了每趟航班允許的貨物總量。
21、如果壁結(jié)構(gòu)和/或門裝置被設(shè)計為分層結(jié)構(gòu),則可優(yōu)選地實現(xiàn)對冷卻劑(諸如,干冰)的高效使用,該分層結(jié)構(gòu)從外部到內(nèi)部包括第一隔絕層、可選地第二隔絕層、以及界定裝載空間并且由熱導(dǎo)率>100w/(m.k)的材料制成的能量分布層。
22、通過將用于容納冷卻劑(諸如,干冰)的冷卻劑儲器(其布置和/或緊固在裝載空間中、在至少一個壁上)與界定裝載空間的能量分布層進(jìn)行組合,實現(xiàn)了在整個內(nèi)部殼上的高效的熱量分布,使得可以使冷卻劑的量最小化。由于熱量分布所致,此處僅將冷卻劑布置在一個壁上就足夠了。然而,也可設(shè)想在兩個或更多個壁上提供冷卻劑。高導(dǎo)熱性內(nèi)殼允許非常高效地使用干冰,其中在容器任何位置處的熱輸入都被傳導(dǎo)到冷卻劑并在那里被吸收,使得補償了不對稱的熱輸入并且避免了干冰的不均勻消耗。
23、優(yōu)選地,該至少一個冷卻劑儲器或其支撐結(jié)構(gòu)以導(dǎo)熱的方式直接連接到能量分布層,該導(dǎo)熱性連接部優(yōu)選地具有>100w/(m.k)的熱導(dǎo)率。
24、界定裝載空間的能量分布層優(yōu)選地與裝載空間直接接觸,使得確保裝載空間與能量分布層之間的直接熱傳遞。
25、由于在整個裝載空間上的熱量分布不需要對流,因此裝載空間可以完全用于有效載荷。不需要空氣間隙來維持空氣循環(huán)。
26、通過內(nèi)部熱量分布與容器壁的雙層隔絕件相結(jié)合,對干冰的非常高效使用將導(dǎo)致在平均外部溫度為30℃且干冰數(shù)量為80-120kg以及有效載荷體積為1至1.5m3且外部體積為2-4m3的情況下運行時間超過100-140小時。與常規(guī)解決方案相比,這是2到20倍的一項重大改進(jìn),從而允許每個rkn航空器位置的有效載荷體積為1到1.5m3或者允許將4個運輸容器布置在pmc貨盤上而達(dá)到總有效載荷體積為4x1.5m3或6m3。
27、就容器壁的分層結(jié)構(gòu)而言,優(yōu)選地規(guī)定:第一隔絕層、第二隔絕層(如果存在)和能量分布層直接位于彼此的頂部上。
28、優(yōu)選地,第一隔絕層、第二隔絕層(如果存在)和能量分布層除開口之外在所有側(cè)部上且不間斷地包圍裝載空間。能量分布層除開口之外完全包圍裝載空間,即容器壁的每個壁都包括能量分布層作為最內(nèi)層,所有壁的能量分布層都在相鄰的邊緣和拐角中以導(dǎo)熱的方式彼此連接,即借助于具有>100w/(m.k)的熱導(dǎo)率的接頭。
29、優(yōu)選地,門裝置也包括用于容器壁結(jié)構(gòu)的分層結(jié)構(gòu)。特別地,門裝置由分層結(jié)構(gòu)組成,該分層結(jié)構(gòu)從外部到內(nèi)部包括:第一隔絕層、可選地第二隔絕層、以及界定裝載空間并且由熱導(dǎo)率>100w/(m.k)的材料制成的能量分布層。
30、為了實現(xiàn)足夠的熱量分布,特定了能量分布層的熱導(dǎo)率為至少100w/(m.k)。選擇的能量分布層的熱導(dǎo)率越高,對冷卻劑的利用效率就越高。根據(jù)優(yōu)選實施例,可規(guī)定:壁結(jié)構(gòu)和/或門裝置的能量分布層的熱導(dǎo)率為至少140w/(m.k)、更優(yōu)選地至少180w/(m.k)。容器壁和/或門裝置的能量分布層可例如由鋁、石墨或石墨復(fù)合材料制成,特別是由兩個側(cè)部上涂有碳纖維增強(qiáng)塑料的石墨片材制成。這種材料也導(dǎo)致在低重量下對容器壁的機(jī)械增強(qiáng)。
31、在鋁的情況下,可以使用0.5—5mm厚的鋁板(其具有約150w/(m.k)的熱導(dǎo)率),從而將局部熱輸入分布跨越內(nèi)殼并導(dǎo)致裝載空間中的溫度分布均勻。各個鋁面板在側(cè)部和拐角上的接頭可以用鉚釘增強(qiáng),使得它們可以承受由熱應(yīng)力產(chǎn)生的力。
32、在例如由碳石墨復(fù)合板制成的能量分布層的設(shè)計的情況下,復(fù)合板可以由0.2—1mm厚的石墨芯且兩個側(cè)部上層壓有由碳纖維增強(qiáng)塑料(cfrp)制成的0.2-2mm厚的板組成。由于石墨展現(xiàn)出取決于密度的高達(dá)400w/(m.k)的熱導(dǎo)率,因此碳石墨復(fù)合片材可以實現(xiàn)與可比較的鋁片材類似或更高的平均熱導(dǎo)率。另外,cfrp具有比鋁更好的機(jī)械強(qiáng)度與重量比,從而允許減輕重量。碳石墨復(fù)合面板的另一個優(yōu)點是cfrp的熱膨脹系數(shù)低。沿纖維方向的常規(guī)值為αcfk=0.6·10-6k-1。為進(jìn)行比較,常見鋁合金的熱膨脹系數(shù):αen-aw5754=23.8·10-6k-1。這減小了內(nèi)殼上的熱應(yīng)力和所得機(jī)械載荷。
33、以特別優(yōu)選的方式,該至少一個冷卻劑儲器被設(shè)計為抽屜,該抽屜在引導(dǎo)元件中被引導(dǎo),使得其可以被拉出和推入裝載空間。這種設(shè)計準(zhǔn)許極其簡單的處理,其中可以填充或補充冷卻劑而不必拆卸容器或移除有效載荷。可以根據(jù)需要通過再填充冷卻劑來延長容器的運行時間。
34、優(yōu)選地,(多個)抽屜具有尺寸,使得容器壁結(jié)構(gòu)的壁的整個尺寸都被(多個)抽屜覆蓋。
35、優(yōu)選地,該至少一個冷卻劑儲器、特別是(多個)抽屜以及附接到至少一個壁的抽屜引導(dǎo)件也由高導(dǎo)熱材料組成,使得引入的熱量均勻地分布在冷卻劑上。此處,優(yōu)選地規(guī)定的是:至少一個冷卻劑容器由熱導(dǎo)率>100w/(m.k)、優(yōu)選地>140w/(m.k)、特別地為>180w/(m.k)的材料制成,例如由鋁、石墨或石墨復(fù)合材料制成,特別是由兩個側(cè)部上涂有碳纖維增強(qiáng)塑料的石墨片材制成。
36、為了使得能夠容易安裝和移除阻隔元件,優(yōu)選實施例規(guī)定:阻隔元件可移除地固定到壁結(jié)構(gòu)和/或抽屜的引導(dǎo)元件。替代地,阻隔元件可可樞轉(zhuǎn)地安裝到壁結(jié)構(gòu)的壁和/或抽屜的引導(dǎo)元件。
37、可使用不同的固定方法,包括繩索、掛鉤、鉸鏈、拉鏈、膠帶、手柄、膠水、螺絲、鉚釘、帶扣、扎帶、尼龍搭扣。保證最容易處理隔熱罩的解決方案是使用掛鉤將阻隔元件懸掛到冷卻劑儲器,特別是懸掛到抽屜引導(dǎo)件。
38、容器的隔熱優(yōu)選地通過第一隔絕層以及(如果需要)第二隔絕層來實現(xiàn)。具有至少兩個隔絕層的容器壁的結(jié)構(gòu)允許每個隔絕層在其相應(yīng)的隔絕功能方面得到優(yōu)化。優(yōu)選地,隔絕層中的一個、特別是第一外隔絕層被設(shè)計成使經(jīng)由熱輻射向裝載空間的熱傳遞最小化??尚纬闪硪桓艚^層、特別是第二內(nèi)隔絕層,以使經(jīng)由熱傳導(dǎo)向裝載空間的熱傳遞最小化。
39、優(yōu)選地,第一隔絕層可具有4至300mw/(m.k)的熱導(dǎo)率,并且第二隔絕層可具有1至30mw/(m.k)的熱導(dǎo)率,其中第一隔絕層優(yōu)選地具有比第二隔絕層更高的熱導(dǎo)率。
40、這會導(dǎo)致運輸容器的u值為0.1-0.2w/m2k,與工業(yè)中常用的容器相比,這對應(yīng)于非常低的熱輸入。
41、關(guān)于隔絕層中的一個(優(yōu)選地,作為抵抗熱輻射的阻隔件的第一隔絕層)的設(shè)計,它可包括熱反射涂層基板,諸如設(shè)置有金屬涂層的基板。優(yōu)選地,熱反射涂層由金屬的、特別是氣密性涂層形成,優(yōu)選地具有<0.5、優(yōu)選地<0.2、特別優(yōu)選地<0.04的發(fā)射率的涂層,諸如鋁涂層。優(yōu)選地,規(guī)定:所述隔絕層包括蜂窩狀熱成形塑料膜的多層結(jié)構(gòu),該多層結(jié)構(gòu)在兩個側(cè)部上設(shè)置由熱反射涂層,特別是鋁涂層。如果所述隔絕層具有多個、特別是蜂窩狀的中空腔室,則產(chǎn)生了有利的設(shè)計,根據(jù)wo?2011/032299?a1的蜂窩結(jié)構(gòu)元件是特別有利的。替代地,所述隔絕層可由常規(guī)多孔隔絕材料制成,諸如聚氨酯、聚異氰脲酸酯或發(fā)泡聚苯乙烯。優(yōu)選地,所述隔絕層具有60-80mm的厚度。
42、關(guān)于另一隔絕層(優(yōu)選地,作為抵抗熱傳導(dǎo)的阻隔件的第二隔絕層)的設(shè)計,所述隔絕層可優(yōu)選地被設(shè)計為真空隔絕件,并且優(yōu)選地包括真空隔絕面板或由真空隔絕面板組成。
43、優(yōu)選地,第二隔絕層具有30-50mm的厚度。
44、優(yōu)選地,真空隔絕面板具有多孔芯材作為用于內(nèi)部中存在的真空的支撐本體、以及包圍芯材料的氣密性外殼(envelope),芯材料優(yōu)選地由氣凝膠、開孔聚氨酯或開孔聚異氰脲酸酯組成。這些芯材料勝過常規(guī)氣相二氧化硅的優(yōu)點在于其密度較低,這會導(dǎo)致勝過常規(guī)真空面板的重量減輕。例如,氣凝膠的密度在80-140kg/m3的范圍內(nèi),而氣相二氧化硅具有160-240kg/m3的密度,兩種材料都具有在2-6mw/(m.k)的范圍內(nèi)的類似熱導(dǎo)率性質(zhì)。
45、替代地,第二隔絕層可具有外壁、與外壁間隔開的內(nèi)壁、以及形成在外壁與內(nèi)壁之間的真空腔室,該真空腔室是除開口之外在所有側(cè)部上都包圍裝載空間的連續(xù)真空腔室。因此,容器壁的這個隔絕層被設(shè)計為雙壁真空容器,其在所有側(cè)部上都包圍裝載空間(除了容器開口之外)。與常規(guī)真空面板的使用形成對比,因此隔絕件不是由必須組裝以形成外殼的各個真空元件組成,而是除開口之外將容器的所有側(cè)部環(huán)繞成一件式。由于在隔絕層的內(nèi)壁與外壁之間形成了連續(xù)的真空腔室(該真空腔室除開口之外在所有側(cè)部上都包圍裝載空間),因此可以避免單獨的真空面板之間原本需要的接頭以及相關(guān)聯(lián)的熱橋。隔絕層的雙壁設(shè)計也是自支撐的,使得除了隔絕之外,它還具有穩(wěn)定功能。這意味著,可以消除承重結(jié)構(gòu)部件。
46、術(shù)語“真空腔室”意指隔絕層的內(nèi)壁與外壁之間的空間被抽成真空,由此通過真空減少或阻止氣體分子的熱傳導(dǎo)來實現(xiàn)隔熱。優(yōu)選地,真空腔室中的空氣壓力為0.001-0.1mbar。
47、優(yōu)選地,規(guī)定的是:外壁和內(nèi)壁由金屬片材制成,特別是不銹鋼、鋁或鈦,并且優(yōu)選地具有0.01至1mm的厚度。這一方面確保了所需的穩(wěn)定性,且另一方面確保了墻壁的氣密性設(shè)計。在這種實施例中,當(dāng)布置為第二隔絕層時,隔絕層的內(nèi)壁可以同時形成能量分布層。
48、為了能夠承受周圍空氣的壓縮力而不必使隔絕層的外壁和內(nèi)壁過厚,外壁和內(nèi)壁優(yōu)選地通過多個間隔件連接,該多個間隔件優(yōu)選地由熱導(dǎo)率<0.35w/(m·k)的合成材料制成,諸如聚醚醚酮或芳綸。間隔件確保外壁與內(nèi)壁之間具有所期望的距離,使得保留了中間空腔(即,真空腔室)。由于間隔件形成熱橋,因此,由具有最低可能的熱導(dǎo)率的材料來形成這些間隔件是有利的。
49、為了進(jìn)一步提高隔絕層的隔熱性能,優(yōu)選的另一實施例規(guī)定:以一定距離位于彼此上方的多個隔絕箔布置在真空腔室中,該多個隔絕箔的箔平面基本平行于外壁和內(nèi)壁的平面。特別地,隔絕箔以堆疊形式存在,其中箔堆疊優(yōu)選地布置在容器壁的每個壁中并且實質(zhì)上在整個壁上延伸。優(yōu)選地,隔絕箔布置成除開口之外在所有側(cè)部上都包圍裝載空間。
50、優(yōu)選地,隔絕箔以這樣的方式布置,使得在每種情況下在外壁或內(nèi)壁的面向真空腔室的內(nèi)表面與箔堆疊之間保留了空間(保護(hù)空間),從而使得箔堆疊不會因壁的可能變形而被壓縮。另外,該空間為間隔件的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定提供了空間并且促進(jìn)了真空處理。
51、另一優(yōu)選實施例規(guī)定:隔絕箔通過平面間隔件元件而保持彼此間隔開,這些平面間隔件元件優(yōu)選地由紡織片材材料形成,特別地形成為聚酯無紡布。
52、特別地,隔絕箔可以被設(shè)計為金屬涂層或金屬汽化塑料膜。這種隔絕箔也被稱為超級隔絕膜。例如,金屬涂層由鋁制成。
53、運輸容器的整體隔絕性能自然還取決于關(guān)閉內(nèi)部開口的門裝置的隔熱性質(zhì)。如已經(jīng)提到的,在這種情況下,門裝置可以由分層結(jié)構(gòu)組成,該分層結(jié)構(gòu)對應(yīng)于容器壁的分層結(jié)構(gòu)并且從外部到內(nèi)部包括第一隔絕層、第二隔絕層、以及界定裝載空間并且由熱導(dǎo)率>100w/(m.k)的材料制成的能量分布層。
54、在特別優(yōu)選的實施例中,門裝置包括至少一個內(nèi)門頁和至少一個外門頁。特別地,門頁是借助于鉸鏈附接到容器的鉸鏈門。至少一個外門頁和至少一個內(nèi)門頁的布置產(chǎn)生了雙層構(gòu)造,其中該至少一個外門頁優(yōu)選地形成門裝置的第一隔絕層,并且該至少一個內(nèi)門頁形成門裝置的第二隔絕層,關(guān)于第一隔絕層和第二隔絕層的性質(zhì)和構(gòu)造,參考上文結(jié)合容器壁的隔絕層所描述的功能和性質(zhì)。
55、優(yōu)選地,該至少一個外門頁和該至少一個內(nèi)門頁可以優(yōu)選地彼此分開且獨立地打開和關(guān)閉。門裝置的雙壁構(gòu)造導(dǎo)致在-60℃至-80℃的內(nèi)部溫度下該至少一個內(nèi)門頁的外側(cè)上的溫度為大約0℃(在-20℃與8℃之間)。這使得有可能在操作期間手動打開內(nèi)門頁(即,沒有冷灼傷風(fēng)險)。優(yōu)選地,該效果通過該至少一個內(nèi)門頁來實現(xiàn),該至少一個內(nèi)門頁的隔絕性能(1至30mw/(m.k))高于該至少一個外門頁的隔絕性能(4至300mw/(m.k))。
56、在優(yōu)選實施例中,門裝置包括單個外門頁和兩個內(nèi)門頁以形成內(nèi)雙門。
57、優(yōu)選地,該至少一個外門頁和該至少一個內(nèi)門頁各自被定尺寸為完全覆蓋開口,包括(多個)冷卻劑儲器和阻隔元件。因此,在已打開該至少一個外門頁和該至少一個內(nèi)門頁之后,容器的裝載空間借助于阻隔元件而保持至少部分地關(guān)閉,同時冷卻劑儲器(諸如,呈抽屜形式)可以從裝載空間中拉出。
58、當(dāng)通過航空運載容器時,尤其是因為客艙和貨艙中盛行的艙壓被設(shè)定為低于對應(yīng)于起飛和著陸期間的環(huán)境空氣壓力的該壓力,容器必須允許裝載空間與航空器的加壓艙之間壓力平衡。為了壓力平衡,容器通常配備有閥或門密封件,當(dāng)超過環(huán)境與裝載空間之間的預(yù)定差壓時,該閥或門密封件允許空氣從裝載空間中流出到達(dá)外部(在爬升期間)或從外部流入裝載空間中(在降落期間)。然而,在后一種情況下,暖環(huán)境空氣隨著空氣流動進(jìn)入裝載空間,該裝載空間與周圍環(huán)境相比具有明顯更冷的溫度,使得溫度可以下降到露點并且水可以從空氣中冷凝。冷凝物在裝載空間中的出現(xiàn)是不期望的,因為它影響運輸?shù)呢浳铩?/p>
59、為了避免容器的內(nèi)部中發(fā)生冷凝,優(yōu)選地規(guī)定:至少一個內(nèi)周向密封件設(shè)置在該至少一個內(nèi)門頁與容器壁的開口之間,并且至少一個外周向密封件設(shè)置在該至少一個外門頁與容器壁的開口之間,并且緩沖空間布置在該至少一個內(nèi)門頁與該至少一個外門頁之間。該措施基于如下構(gòu)思,即,使由于壓力平衡所致而從環(huán)境進(jìn)入的空氣在它進(jìn)入容器的裝載空間之前冷卻。出于該目的,產(chǎn)生了緩沖空間,該緩沖空間形成于外周向密封件與內(nèi)周向密封件之間,環(huán)境空氣在它進(jìn)入裝載空間(如果需要)之前流動到該緩沖空間中。由內(nèi)門頁和外門頁組成的雙壁門結(jié)構(gòu)與如上文所描述的-60至-80℃的內(nèi)部溫度一起確保了在內(nèi)門頁的外側(cè)上盛行大約0℃的溫度,使得得以冷卻形成在內(nèi)門頁與外門頁之間的中間空間中的緩沖空間。由于環(huán)境空氣在緩沖空間中的預(yù)冷卻所致,也發(fā)生了干燥,其中任何冷凝物均沿空氣在裝載空間上游的流動路徑且特別是在緩沖空間中出現(xiàn),但在任何情況下都不在裝載空間本身中出現(xiàn)。
60、同時,應(yīng)考慮的是,在干冰的情況下,在其消耗期間產(chǎn)生co2氣體,該氣體應(yīng)從裝載空間中逸出。因此,內(nèi)密封件和外密封件優(yōu)選地各自包括至少一個密封元件,該至少一個密封元件可以通過壓力差移位并且在超過預(yù)定的壓力差時從內(nèi)向外打開氣體通道。
61、co2氣體在裝載空間中的產(chǎn)生也可以補償降落期間的壓力平衡,其中否則將發(fā)生從外部到裝載空間中(在降落期間)的氣流。與使用非升華冷卻劑相比,這進(jìn)一步降低了空氣進(jìn)入(包括水分)的危險。
62、在這種情況下,內(nèi)周向密封件可以以這樣的方式設(shè)計,使得它允許產(chǎn)生的co2氣體逸出,但同時在很大程度上防止暖環(huán)境空氣流入。與外周向密封件一起,在這產(chǎn)生了迷宮件(labyrinth),該迷宮件一方面允許co2氣體逸出,且另一方面確保進(jìn)入的空氣的濕氣在該至少一個內(nèi)門頁的外側(cè)上冷凝,該至少一個內(nèi)門頁具有大約0℃(在-20℃與8℃之間)的溫度。這防止空氣種地濕氣滲透到裝載空間中和相關(guān)聯(lián)的冰形成。
63、隔熱件的優(yōu)選設(shè)計規(guī)定:該至少一個內(nèi)門頁包括內(nèi)鋁殼和外鋁殼,并且真空隔熱件、優(yōu)選地真空隔絕面板布置在內(nèi)鋁殼與外鋁殼之間以實現(xiàn)其熱解耦。例如,可以使用30-50mm厚的真空隔絕面板。內(nèi)鋁殼和外鋁殼可以利用由弱熱傳導(dǎo)性的、耐寒的塑料(例如,peek)制成的連接元件保持在一起。
64、外門頁可利用兩個側(cè)部上涂有鋁的蜂窩熱成形pet膜的60-80mm厚的多層分層結(jié)構(gòu)來隔絕。
65、可以進(jìn)一步通過插入附加的真空面板或用真空面板部分地替換現(xiàn)有的隔絕件來改進(jìn)外門頁的隔絕。這減少了通過外門頁的熱輸入,且因此對容器的轉(zhuǎn)運時間具有有益的影響。
66、容器或容器壁可以具有各種幾何形狀,其中提供了以一定角度彼此相鄰的多個壁。優(yōu)選地,它是具有六個壁的長方體容器,壁結(jié)構(gòu)形成了其中的五個壁,并且門裝置形成了第六個壁。
67、根據(jù)本發(fā)明的容器優(yōu)選地被設(shè)計為航空貨運容器,且因此優(yōu)選地具有至少0.4x0.4x0.4?m、優(yōu)選地0.4x0.4x0.4?m3至1.6x1.6x1.6?m3、優(yōu)選地1.0x1.0x1.0?m3至1.6x1.6x1.6?m3的外部尺寸。
68、優(yōu)選地,容器壁的第一隔絕層形成容器的外表面,使得沒有其他層或元件附接到外壁。替代地,另一個隔熱層可以布置在第一隔絕層的外側(cè)上,或者布置保護(hù)容器免于機(jī)械撞擊和損壞的層。
69、干冰優(yōu)選地被用作冷卻劑。然而,其他相變材料也是可能的?;诿河突蛩消}的常用相變材料或具有高焓的其他材料適合作為冷卻劑??梢栽谌萜鞯难b載空間中達(dá)到的目標(biāo)溫度取決于對冷卻劑的選擇,并且在本發(fā)明的范圍內(nèi)不限于特定的溫度范圍。因此,例如,運輸容器不僅可以在-60至-80℃的范圍內(nèi)操作,而且還可以在25至-15℃的范圍內(nèi)操作。
70、為了能檢測容器的任何損壞,優(yōu)選地規(guī)定:在裝載空間中布置至少一個溫度傳感器,且優(yōu)選地在容器的每個側(cè)部上布置至少一個溫度傳感器?;谠撝辽僖粋€溫度傳感器的測量值,可以連續(xù)地監(jiān)測隔絕件的性能。另外,傳感器可以布置成測量環(huán)境溫度,借此可以根據(jù)布置在裝載空間中的該至少一個溫度傳感器和外部溫度傳感器的溫差曲線來連續(xù)計算容器壁的隔絕性能。該數(shù)據(jù)可以通過無線數(shù)據(jù)傳輸手段連續(xù)地傳輸?shù)街醒霐?shù)據(jù)庫,使得可以全局地監(jiān)測和確保容器的功能效率。