DE2808748C2

DE2808748C2 - Lagerbehälter und Thermoblock hierfür

Info

Publication number: DE2808748C2
Application number: DE19782808748
Authority: DE
Inventors: Aake Wilhelm Stockholm Hjertstrand; Agne Bertil Sundbyberg Wedin
Original assignee: Astra Meditec Askim AB; Astra Meditec AB
Current assignee: Astra Meditec AB
Priority date: 1978-03-01
Filing date: 1978-03-01
Publication date: 1986-07-24
Also published as: DE2808748A1

Description

Im Falle der Lagerung oder des Transportes von Blut, f Blutkomponenten und vieler anderer Substanzen, und zwar lebender und toter, wie beispielsweise bestimmter Organismen, Impfstoffe, von Serum, bakteriologischer und biologischer Substanzen, Enzyme, pharmakologischer Substanzen, elektronischer Teile, von Filmen und chemischen Substanzen, müssen jedoch Maßnahmen getroffen werden, um zu gewährleisten, daß das zu lagernde Objekt (nachfolgend als die Waren bezeichnet) konstant in einem vorbestimmten speziellen Temperaturbereich gehalten werden kann, und zwar oftmals mit extrem engen Toleranzgrenzen. Blut, unter welchem vorherrschend Transfusionsblut verstanden wird, muß in einem engen Temperaturbereich zwischen + 1°C und +6⁰C während seines Überganges zwischen dem Geber und dem Empfänger gehalten werden. Die oben erwähnte Apparatur unter Verwendung von Kühlblökken, welche mit Wasser gefüllt sind, kann nicht für die Lagerung von Blut innerhalb tolerierbarer Temperatur_t bereiche in Erwägung gezogen werden, besonders im - Falle, wean die Umgebungstemperatur unter die festgelegte Lagertemperatur fäÜt, da die latente Schrjelzwär- _ me von Wasser bei der Bildung von Eis nicht freigegeben wird, bis die Temperatur unter 0⁰C fällt Außerdem treten leicht Unterkühlungsphänomene auf.

," Eine weitere temperaturbeständige Apparatur zur

> Lagerung und zum Transport von Waren, die tempera-' Unempfindlich sind, ist in der US-PS 29 89 856 beschrieben. Die Apparatur umfaßt einen wärmeisolierten Behälter, in welchem ein Hohlraum für die zu lagernden Waren und für wärmeabsorbierende und wärmeemittierende Substanzen, die in Thermoblöcken eingeschlossen sind, vorgesehen ist, wobei die Thermoblöcke in Schichten an zwei einander gegenüberliegenden Wänden angeordnet sind. Gemäß dieser Patentschrift kann eine erwünschte Temperatur von 4,4° C mit Thermoblöcken erreicht werden, die ein Gemisch der Salze Natriumchlorid und Kaliumchlorid und des hydratisierten Salzes Natriumsulfat (Na₂SO₄ · 10 H₂O) enthalten.

In der Praxis wurde jedoch gefunden, daß eine solche Apparatur und die zur Stabilisierung dieser Temperatur vorgeschlagenen Gemische (Eutectica) nicht in der Lage sind, temperaturempfindliche Waren über längere Zeiten wirksam zu lagern, noch die gelagerten Waren auf der erforderlichen Temperatur zu halten. Es wurde in der Praxis gefunden, daß innerhalb der gelagerten Waren nach dem Verstreichen einiger Zeit ein merklicher Temperaturanstieg auftritt und daß das stabilisierende Kontrollmedium nicht verhindern kann, daß die Temperatur der gelagertes. Waren innerhalb einer annehmbaren Zeitdauer über die festgelegten Toleranzgrenzen hinajsgeht

Blutbanken wurden eingerichtet, um zu gewährleisten, daß einem Patienten zugeführtes Blut qualitativ hochwertig ist. Blutbanken und ähnliche Einrichtungen haben normalerweise unbegrenzten Zugang zu elektrischer Energie, hochwirksamen temperaturgesteuerten Lagerräumen und Kontrolleinrichtungen, was es ermöglicht, daß dort Blut sehr sicher gelagert werden kann. Große Schwierigkeiten sind jedoch mit der Überführung des Blutes von Blutbanken zu Stellen, die von diesen entfernt sind, verbunden, da Blut zerstört wird, wenn seine Temperatur unterhalb + 1°C fällt, und auch rasch beeinträchtigt wird, wenn seine Temperatur oberhalb+6° C ansteigt

Die Probleme, die mit einem Transport einzelner Behälter, die keine Form von Energiequelle und Steuerinstrumenten haben, zu entfernten Krankenhäusern. Lazaretten und anderen Stellen, wo Bluttransfusionen erforderlich sein können, verbunden sind, ergeben ein schwierig zu lösendes Problem, besonders, da die Umgebungstemperatur während des Transportes stark variieren kann. Diese Probleme können nicht mit den oben erwähnten wasserhaltigen Kühlblöcken, deren Gefrierpunkt ±0°C ist, gelöst werden. Auch kann das Problem nicht mit der Apparatur gelöst werden, die in der oben erwähnten US-PS beschrieben ist, da diese Apparatur nicht gewährleistet, daß die Temperatur des darin gelagerten Blutes beständig bleibt, und da sie es nicht ermöglicht, das Blut unbeeinträchtigt während der erforderlichen Zeitdauer zu lagern.

Um die Gefahr zu vermindern, daß Blut durch übermäßige Kühlung zerstört wird, und um es innerhalb des erforderlichen Temperaturbereiches lagern zu können, wurde vorgeschlagen, die Kühlblöcke mit Salzlösungen zu füllen, deren Verfestigungspunkte in bezug auf den fraglichen Temperaturbereich geeigneter sind. In diesem Fall wurde die Schmelzwärme benützt, um ein Überhitzen des Blutes zu verhindert. Obwohl diese Thermoblöcke sich unter bestimmten Bedingungen als zufriedenstellend erwiesen, waren sie bei der Langzeitlagerung von Waren unter stark variierenden klimatischen Bedingungen nicht wirksam. Außerdem sind sie nicht in Ger Lage, eine Umgebung konstanter Temperatur innerhalb spezieller Grenzen aufrechtzuerhalten. Eutectische Gemische schmelzen und verfestigen sich nicht immer bei einer genauen Verfestigungstemperatur, sondern schmelzen und verfestigen sich in der Praxis bei Temperaturen außerhalb jener, bei denen Blut sicher gelagert werden kann.

Ein wesentlicher Nachteil eines Lagerbehälters gemäß der eingangs genannten DE-GM 72 26 250 besteht darin, daß sich in dem in den zylindrischen Ausnehmungen gelagerten Gut zwischen der dem Thermoblock zugewandten Seite, d. h. der Seite des Schlitzes, und vor allem dem zur Behälteraußenseite liegenden Wandbereich der zylindrischen Ausnehmung sehr leicht ein Temperaturgradient ausbildet, so daß das in den Transportf efäßen befindliche Gut teilweise bereits die zulässigen Temperaturgrenzen über- bzw. unterschritten haben kann, obwohl der Thermoblock selbst sich auf einer Temperatur deutlich innerhalb des Toleranzbereiches befindet und obwohl möglicherweise sogar die mittlere Temperatur des zu lagernden Gutes sich noch innerhalb des Toleranzbereiches befindet Die Kühl- bzw. Wärmekapazität des Thermoblockes wird damit nur sehr unzulänglich ausgenutzt, und die Gefahr, daß das gelagerte Gut Temperaturen jenseits der gewünschten Grenzen annimmt, obwohl der Thermoblock noch seine Solltemperatur hat, wird umso größer, je größer die Differenz zwischen der Solltemperatur und der Umgebungstemperatur ist

Der Erfindung lieg», daher die Aufgabe zugrunde, einen verbesserten Lagerbehälter zu bekommen, in welchem das Auftreten von Temperaturgradienten in den gelagerten Waren gehemmt oder verhindert wird, und bei welchem die Kfi'.il- bzw. Wärmekapazität des Thermoblockes besser als bei den bekannten Lagerbehältern genutzt wird.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß Ln den Hohlraum ein Gefäß aus einem Material mit hoher Wärmeleitfähigkeit eingepaßt ist, daß die ebenfalls aus einem Material hoher Wärmeleitfähigkeit bestehende Umhüllung des Thermoblockes mit der Wandung des Gefäßes in wärmeleitender Berührung steht, und daß der Thermoblock als WärmesDeichermedium Deuteriumoxid.

Undecylcyanid, 4-Brom-caprinsäure oder 2-Brom-caprinsäure enthält Dadurch, daß die sowohl das zu lagernde Gut wie auch den Thermoblock umschließende Gefäßwand gut wärmeleitend ist und außerdem mit dem Thermoblock, welcher seinerseits eine Umhüllung aus einem Material hoher Wärmeleitfähigkeit besitzt, gut wärmeleitend verbunden ist, erreicht man, daß der gesamte Innenraum des Gefäßes ständig auf einer Temperatur gehalten wird, die der jeweiligen Temperatur des Thermoblockes zumindest sehr nahe kommt. Dadurch ist das Auftreten von Temperaturgradienten im Inneren des Gefäßes, insbesondere also im Inneren des gelagerten Gutes, praktisch ausgeschlossen.

Wie nahe die Temperatur der Gefäßwand der jeweiligen Temperatur des Thermoblockes kommt, hängt vor allem vom Verhältnis der Wärmeleitfähigkeit der das Gefäß umgebenden isolierenden Behälterwand zur Wärmeleitfähigkeit der Gefäßwand und selbstverständlich such von der Differenz der Tcniⁿ€rsturen des Thermoblockes und der äußeren Umgebung ab. In der Praxis kann man dabei ohne weiteres erreichen, daß die maximal zwischen Gefäßwand und Thermoblock auftretende Temperaturdifferenz weniger als 1% der Temperaturdifferenz zwischen Thermoblock und äußerer Umgebung beträgt. Dadurch wird auch die Wärmekapazität des Speichermediums optimal genutzt

Die als Wärmespeichermedien vorgesehenen Substanzen haben im Gegensatz zu den genannten eutectischen Gemischen sehr gut definierte Schmelzpunkte und legen daher auch sehr genau bestimmte Temperaturbereiche fest, innerhalb derer das zu lagernde Gut über eine längere Zeit sicher gehalten werden kann.

Bei weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist das Innere des Thermoblockes mit wärmeleitenden Einrichtungen versehen, welche die wirksame Oberfläche im Inneren vergrößern.

Auf diese Weise erreicht man auch im Inneren des Thermoblockes eine gleichmäßige Temperaturverteiiung, so daß auch diese Maßnahme eine optimale Ausnutzung der Wärmekapazität des Thermoblockes be- wirkt.

Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn diese wärmeleitenden Einrichtungen in direkter Berührung mit der Hülle des Thermobiocks stehen.

Dadurch ist gewährleistet, daß die Hülle des Thermoblockes praktisch immer die Temperatur der Speichersubstanz hat

In der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung enthält der Thermoblock zusätzlich eine die Kristallisation einleitende Einrichtung.

Bei reinen und '.:omogenen Speichersubstanzen können bei dem Phasenübergang flüssig-fest oder fest-flüssig Unterkühlungs- bzw. Überhitzungseffekte auftreten, durch weiche der an sich festliegende Phasenübergangspunkt zu tieferen bzw. zu höheren Temperaturen hin verschoben wird Um ein daraus resultierendes Abweichen der Temperatur des zu lagernden Gutes über die Toleranzgrenzen hinaus zu vermeiden, ist eine die Kristallisation einleitende Einrichtung vorgesehen, durch weiche beispielsweise eine Unterkühlung vermieden wird.

In der besonders bevorzugten Ausführungsform ist dabei vorgesehen, daß die eine Kristallisation einleitende Einrichtung einen Stift mit einer relativ hohen Wärmeleitfähigkeit, der sich durch eine Hülse mit einer rela- tiv niedrigen Wärmeleitfähigkeit erstreckt, aufweist wobei sich die Hülse dichtend durch die Hülle des Thermobiocks erstreckt ein Ende des Stiftes aus der Hülse derart herausragt, daß er in direkter Berührung mit dem ; Wärmespeichermedium steht, und das andere Ende des Stiftes sich über die Hülle des Thermobiocks hinaus und :, in eine Ausnehmung in einer Wand des Lagerbehälters >■; erstreckt ,;

Ein derartiger Stift ist sozusagen ein thermischer ,. Kurzschluß zwischen dem Wärmespeichermedium und '/< einem Punkt in der Isolation und kann u. a. durch seine ' Form dazu beitragen, daß die Kristallisation ohne Un- ; terkühlung bei der Phasenübergangstemperatur beginnt.

Es ist vorteilhaft, wenn die nach innen gerichteten Flächen wenigstens zweier zueinander gegenüberliegender Wände des Gefäßes mit Streifen aus einem Ma- , terial niedriger Wärmeleitfähigkeit ausgestattet sind, wobei diese Streifen zwischen sich isolierende Luftspal- : te begrenzen.

Das zu lagernde Gut hat somit keinen direkten thermischen Kontalct zn den Wänden des Gefäßes und bleibt so auch verschont von evtl. auftretenden lokalen Temperaturschwankungen der Gefäßwände, wie sie beispielsweise auftreten können beim Verrutschen der Isolation oder beim zwischenzeitlichen Offnen des Behälters. Die Streifen können aus Kork und bei einer anderen Ausführungsform aus geschäumtem Polyurethan bestehen.

Beide Arten von Streifen weisen eine geringe WärmeleitfiMgkeit auf und haben darüber hinaus eine polsternde Wirkung. Die Anordnung der Streifen mit dazwischen liegenden isolierenden Luftspalten läßt weiterhin eine gewisse Konvektion im Inneren des Gefäßes ' zu, was zur Vergleichmäßigung der Temperatur beiträgt Eine bevorzugte Ausführungsform des Lagerbehälters ist dadurch gekennzeichnet daß der quaderförmig ausgebildete Thermoblock derart in dem Gefäß angeordnet ist daß alle Seiten des Thermoblockes mit Ausnahme einer in Berührung mit zusammenwirkenden Seiten des Gefäßes stehen, wobei diese eine Seite mit Streifen aus einem Material niedriger Wärmeleitfähigkeit versehen ist, die zwischen sich isolierende Luftspalte begrenzen.

Der großflächige Kontakt zwischen Thermoblock und Gefäßwänden trägt dazu bei, daß im Inneren des Gefäßes praktisch keine Temperaturgradienten auftreten können, da sich durch diese Maßnahme die Gefäßwände immer auf der Temperatur des Thermoblockes befinden. Die an einer Seite des Thermoblockes angebrachten Streifen aus einem Material niedriger Wärmeleitfähigkeit wirken in ähnlicher Weise wie die an den Gefäßwänden angebrachten Streifen.

Bevorzugt wird eine Ausführungsform der Erfindung, bei welcher das Gefäß kleiner als der Hohlraum ist, wobei Einrichtungen, die das Gefäß in einer vorbestimmten Stellung in dem Hohlraum fixieren, vorhanden sind.

Die Wirkung der Isolation wird so noch durch einen zusätzlichen isolierenden Luftspalt erhöht

Als besonders geeignet hat sich dabei eine Ausführungsform der Erfindung erwiesen, bei welcher der Spalt eine Breite von 5—15 mm besitzt

Die Erfindung wird nun im einzelnen unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung zeigt

F i g. 1 eine auseinandergezogene perspektivische Darstellung einer Lager- und Transportvorrichtung mit einem Einsetzgefäß, wobei die verschiedenen Teile der Vorrichtung voneinander getrennt dargestellt sind,

F i g. 2 einen vertikalen Schnitt durch die m F i g. 1

gezeigte Vorrichtung, wobei die Einzelteile der Vorrichtung in ihrer Verwendungsstellung sich befinden,

F i g. 3 eine perspektivische Darstellung eines temperaturstabilisierenden Thermoblockes, wobei ein Teil des Blockes zu Erläuterungszwecken weggebrochen ist, und F i g. 4 eine Keimkristalle erzeugende Einrichtung.

Die erläuterte Vorrichtung zur Lagerung und zum Transport temperaturempfindlicher Waren umfaßt einen Bui.äiter aus einem wärmeisolierenden Material und zwei Teile 10, 11, die in der erläuterten Ausführungsform identische Konstruktionen haben und somit austauschbar sind. Die beiden Teile 10, 11 sind so konstruiert, daß dann, wenn sie übereinander gelegt werden, darin ein geschlossener, gut wärmeisolierter Hohlraum 15 gebildet wird, in welchem temperaturempfindliche Waren gelagert werden können und in welchem ein Einsatzgefäß oder Einsatzkasten nach der Erfindung, das bzw. der zwei Thermoblöcke 16 enthält, eingesetzt werden kann, um die Temperatur in dem Hohlraum IS zu stabilisieren.

Jeder Thermoblock 16 hat die Form eines Behälters, der mit einem wärmeabsorbierenden und/oder wärmeemittierenden Medium versehen ist, deren Natur von der erwünschten Lagertemperatur der Vorrichtung abhängt. Der Thermoblock besteht aus einem Material mit guter Wärmeleitfähigkeit, wie Aluminium, und ist mit einem Füllhohlraum 17 versehen, der mit einem Stöpsel 18 dicht verschlossen werden kann. Die gelagerten Waren dürfen in keiner Weise durch das Medium in dem Thermoblock 16 beeinträchtigt werden, und folglich sollte Her Block so konstruiert und nach dem Befüllen so sorgfältig verschlossen sein, daß keine Berührung zwischen dem Medium und den Waren erfolgen kann. In der Praxis wurde gefunden, daß die Temperatur der in einer solchen Vorrichtung gelagerten Waren über eine bestimmte Zeitdauer annähernd konstant gehalten werden kann. Wenn jedoch Abweichungen der Temperatur verschiedener Teile der Waren von einer bestimmten Temperatur nicht toleriert werden können und wenn die Waren über längere Zeitdauer, wie mehrere Tage, bei extremen Witterungsbedingungen gelagert werden sollen, ist eine solche Apparatur nicht voll wirksam. Als ein Ergebnis unterschiedlicher Grade des Wärmeflusses zu und von den umgebenden Teilen und von und zu verschiedenen Teilen des Lagerungshohlraumes zwischen den Thermoblöcken und den gelagerten Waren kann leicht ein Temperaturunterschied zwischen unterschiedlichen Teilen der Waren auftreten. Indem man den wärmeisolierenden Behälter 10,11 mit einem Gefäß 20 versieht, ist es möglich, die Bedingungen in verschiedener Hinsicht zu verbessern. Das Gefäß 20 besteht aus wärmeleitendem Material, wie Aluminium oder Kupfer und ist mit einem verschließbaren Deckel 19 versehen. Wie leicht zu erkennen ist, wird örtlicher Wärmefluß von außerhalb oder innerhalb des Gefäßes 20 anfangs keine merkliche Veränderung der Temperatur des Gefäßes bewirken, sondern zur Folge haben, daß der Wärmefluß als Ergebnis des hohen Wärmeleitfähigkeitskoeffizienten des Gefäßes über die gesamten Gefäßwände verteilt wird. Die Thermoblöcke 16 haben ebene Oberflächen, die sich in rechten Winkeln zueinander erstrekken und deren Abmessungen in bezug auf die Abmessungen des Gefäßes 20 derart sind, daß die Thermoblökke in wärmeleitender Berührung mit diesem Gefäß an allen Seiten desselben mit Ausnahme einer stehen, wobei diese ausgenommene Seite diejenige ist, die zu den gelagerten Waren hingewandt ist Auf diese wird jede örtliche Veränderung der Temperatur des Gefäßes primär durch den Thermoblock aufgenommen und ausgeglichen und die gelagerten Waren werden durch solche Temperaturveränderungen nicht beeinträchtigt, bis die gesamte Wärmekapazität der Blöcke verausgabt ist.
Der Deckel 19 des Gefäßes 20 verschließt dicht die öffnung dieses Gefäßes und verhindert so ein Fallen der Temperatur im Gefäß, wenn dessen Luftgehalt mit Dämpfen gesättigt ist, die aus der Verdampfung der gelagerten Waren stammen.

ίο Zweckmäßig sind die Außenflächen des Gefäßes 20 poliert oder mit wärmereflektierenden Schichten derart versehen, daß Wärmestrahlung in größtmöglichem Umfang reflektiert wird.
Um Wärmefluß von und zu den gelagerten Waren und zu und von den Wänden des Gefäßes zu vermindern, werden die Innenwände des Gefäßes und die Innenfläche des Deckels 19 mit Streifen eines Materials mit niedrigem Wärmeleitfähigkeitskoeffizienten, wie Kork oder Kunststoffschaumstoffen, versehen, um so eine direkte wärmeleitende Berührung der Wände und des Deckels mit den gelagerten Waren zu verhindern. Die Streifen sind entweder zusammenhängend oder in der Form axial voneinander beabstandeter Abschnitte und die Streifen auf den sich vertikal erstreckenden Seiten des Gefäßes erstrecken sich parallel zueinander und bilden zwischen sich Luftspalte, wobei die Luft in den Spalten eine Isolierschicht bildet. Die Streifen gestatten auch eine begrenzte Konvektion, die den Ausgleich örtlicher Temperaturgradienten zwischen verschiedenen Teilen der Gefäßwände unterstützt. In entsprechender Weise sind die Seiten der Thermoblöcke, die zu den gelagerten Waren hin gerichtet sind, mit Streifen 21 versehen.

F i g. 2 zeigt die Luftspalte zwischen den Streifen. Das Auftreten von Temperaturgradienten kann weiterhin dadurch vermindert werden, daß man dem Einsatzgefäß 20 eine etwas kleinere Abmessung gibt als dem Hohlraum 15 in dem wärmeisolierten Behälter, so daß sich ein Spalt um das Gefäß auf allen Seiten desselben bildet.

Ein solcher Spalt ist in F i g. 2 mit dem Bezugszeichen 22 versehen. Die Breite dieses Luftspaltes liegt vorzugsweise zwischen 5 und 15 mm, wodurch man die Wärmeüberführung zu und von dem Gefäß 20 auf ein Minimum bringt. Das Gefäß 20 wird in einer vorbestimmten Stellung in dem Behälter 10,11 mit Hilfe einer Vielzahl von Abstandshaltern 23 gehalten, die auf dem Deckel, dem Boden und den Seiten des Behälters vorgesehen sind.

In der erläuterten Ausführungsform sind die Abstandshalter 23 in den wärmeisolierten Behälter eingeformt Die Abstandshalter 23 zwischen dem Gefäß 20 und dem Behälter 10, 11 bestehen aus einem solchen Material und haben solche Form, daß Wärmeüberführung durch Leitung wirksam vermindert wird. Vorzugsweise befinden sich die Abstandshalter 23 im wesentlichen in Linienberührung mit dem Gefäß 20, so daß sie so wenig wie möglich von dem Luftspalt 22 um das Gefäß herum einnehmen.

Der wärmeisolierte Behälter 10,11 besteht zweckmäßig aus geschäumtem Polyurethan, das zweckmäßigerweise ein schweres Gas enthält oder aus irgendeinem anderen Material mit einem sehr niedrigen Wärmeleitfähigkeitskoeffizienten. In F i g. 2 ist das Gefäß 20 so konstruiert daß es zwei Thermoblöcke 16 derart aufnimmt daß ein parallelepipedischer Raum zwischen einander gegenüberliegenden Wänden der Thermoblöcke und dem Gefäß 20 begrenzt wird. Alternativ kann das Gefäß 20 so konstruiert sein, daß es nur an die zu lagernden Waren angepaßt ist und in diesem Fall sind die

Thermoblöcke außerhalb des Gefäßes in wärmeleitender Berührung mit zwei gegenüberliegenden Seiten desselben angeordnet.

Zweckmäßigerweise sind die Außen- und Innenfläche des Behälters 10, 11 beständig gegen Abnutzung und Schlag. Dies kann beispielsweise erreicht werden, indem man das die Isolierung bildende Material aus einem Stück schäurrt. Außerdem sollte der Behälter so konstruiert sein, daß die Teile 10 und 11 diffusionsfrei sind.

Wie oben erwähnt, müssen Blut und Blutkomponenten auf einer Temperatur gehalten werden, die zwischen 1°C und 6°C liegt, wenn sie transportiert werden. Hierzu sind die Thermoblöcke mit einem wärmeabsorbierenden und wärmeemittierenden, temperaturstabilisierenden Medium gefüllt. Beispiele eines solchen Mediums sind Deuteriumoxid, Undecylcanid, 4-Brom-caprinsäure und 2-Brom-caprinsäure. Diese Substanzen sind homogene chemische Substanzen, die eine klarer definierte Verfestigungstemperatur/Schmelz als bisher bekannte Steuersubstanzen für Lagervorrichtungen haben. Die temperaturstabilsierenden Substanzen, die in bekannten Thermoblöcken verwendet werden, sind eutectische Gemische, d. h. unterschiedliche Gemische von Salzlösungen. Die temperaturstabilisierenden Substanzen nach der Erfindung haben Verfestigungs- und Schmelzpunkte, die sehr nahe an 4° C liegen, was die Temperatur ist, die zur Lagerung von Transfusionsblut in dem zulässigen Temperaturbereich von I⁰C bis 6°C erforderlich ist. Diese Substanzen können auch für lange Zeit ohne Zersetzung gelagert werden und können sicher gehandhabt werden, ohne daß spezielle Schutzeinrichtungen erforderlich wären.

Trotz der Tatsache, daß die oben erwähnten Substanzen gute Eigenschaften für den beabsichtigten Zweck haben, haben sie eine relativ niedrige Wärmeleitfähigkeit. Als Ergebnis hiervon können in der gespeicherten Substanz Temperaturgradienten auftreten, wodurch ein Wärmeaustausch zwischen der Substanz in dem Thermobiock und den Waren schwierig wird. Die Gefahr solcher Temperaturgradienten wird ausgeschaltet, indem man in dem Thermoblock ein wärmeleitendes, zweckmäßig metallische«; Teil in der Form gerillter oder gewellter Platten 24 vorsieht. Alternativ können die Thermoblöcke mit Flanschen, Metalldrahtnetzen oder Einsätzen in der Form von Gitterstrukturen zu dem gleichen Zweck versehen sein. Diese Einsätze oder Teile können freistehend angebracht sein oder entweder ganz oder teilweise mit den Wänden des Thermoblocks in inniger wärmeleitender Berührung mit ihm verbunden sein.

In der Praxis wurde gefunden, daß bei einem Thermoblock, der mit einer der oben erwähnten chemischen Substanzen gefüllt ist, ein Unterkühlphänomen in kalten Umgebungen auftritt Die Abgabe der latenten Verfestigungswärme wird mit einer solchen Unterkühlung verzögert, und zwar mit dem Ergebnis, daß die Temperatur einiger Teile der gelagerten Waren unter die zulässige Lagertemperatur fallen kann. Damit die Verfestigungswärme in einer frühen Stufe des Unterkühlverfahrens ausgenutzt werden kann, um so die Temperatur der Lagerung von Waren in dem erforderlichen Temperaturbereich zu halten, sind die in Fig.3 gezeigten Thermoblöcke 16 mit einer die Verfestigung einleitenden Einrichtung 25 versehen. Die submikroskopischen Kristalle, die während des Unterkühlens willkürlich auftreten, erhalten durch die eine Verfestigung einleitende Einrichtung zusätzliche Energie, und diese erhöht die thermische Bewegung der Kristalle, so daß sie sich in einer Weise nähern, daß ein ausreichend großer Kristall gebildet wird, ipn weiteres Wachstum zu gestatten.

Ein Beispiel einer geeigneten, die Verfestigung einleitenden Einrichtung ist ein radioaktives Präparat, wie Pollonium, das in einem geeigneten Gehäuse eingeschlossen ist

Ein weiteres Beispiel einer solchen, die Verfestigung einleitenden Einrichtung ist ein Temperatursteuerungs-Bimetallelement, das bei einer vorbestimmten Temperatur eine solche Stellung einnimmt, daß eine Bügelfeder oder eine doppelt gebogene Plattenfeder ein zungenartiges Element dazu bringt, an eine Berührungsfläche anzuschlagen, und der Schlag bewirkt, daß die Substanz sich verfestigt, bevor die Unterkühlung zu weit vorangeschritten ist. Ein solches temperaturgesteuertes Element arbeitet nach Art eines Mikroschalters.

Um Nachteile zu vermeiden, die mit der Verwendung einer radioaktiven Substanz oder einer auf mechanischer Bewegung beruhenden Einrichtung mit der möglichen Gefahr einer Alterung verbunden sind, kann der Thermoblock mit einer Einrichtung versehen sein, die den Wärmetransport dazu ausnützt, so etwas wie einen Keimkristall zu bilden, welcher seinerseits eine weitere Kristallisation der Substanz bewirkt Der mit einem solchen Keimkristall erzielte Vorteil besteht darin, daß er gebildet werden kann, bevor die Temperatur des Thermoblockes oder der gelagerten Waren auf einen unzweckmäßig niedrigen Wert gefallen ist, bevor eine Stabilisierung der Temperatur auf Größen innerhalb des erwünschten Temperaturbereiches erhalten wird.

Eine Keimkristalle erzeugende Einrichtung ist in F i g. 4 gezeigt In der erläuterten Ausführungsform ist der Verschlußstopfen 18 mit einer durchgehenden Bohrung versehen, durch welche eine röhrenförmige Hülse 26 aus einem Material von relativ niedriger Wärmeleitfähigkeit sich erstreckt Durch die Hülse 26 erstreckt sich ein Stift 27, wobei dieser Stift in der Hülse derart angeordnet ist, daß nur die Spitze 29 desselben in direkter Berührung mit der Steuersubstanz 28 steht. In der erläuterten Ausführungsform erstreckt sich der Stift 27 aufwärts durch die Wand des Thermoblockgehäuses, den Stopfen 18 und über diesen Stopfen hinaus in eine Ausnehmung, die in der Behälterwand nahe dem Stift in der geschlossenen Stellung des Behälters ausgebildet ist.

Obwohl der Stift so gezeigt ist, daß er einen Kopf 30 und einen Kragen 32 hat, welcher letzterer dichtend an der Wand anliegt, welche hier mit 31 bezeichnet ist, ist verständlich, daß der Kopf und der Kragen nur Gegebenenfallsmaßnahmen sind. Der Stift 27 besteht aus einem Material hoher Wärmeleitfähigkeit, wie aus Aluminium. Nimmt man einen Abfall der Umgebungstemperatur auf —25° C an, fällt die Temperatur in der Ausnehmung auf etwa —8° C, und folglich ändert sich die Temperatur an der Spitze 29 entsprechend und bewirkt so das Wachstum eines Keimkristalles an dieser Spitze. Alternativ kann das Ende des Stiftes, das von jener Spitze entfernt liegt, sich in Berührung mit einer Fläche der Wand erstrecken.

Das wärmeisolierende Gehäuse 31, das für die Verwendung der temperaturstabilisierenden Eigenschaften des Thermoblocks in dem Lagerraum von vornherein erforderlich ist bewirkt im Falle einer kalten Umgebung, daß die Front des Temperaturgradienten langsam einwärts durch das Gehäuse wandert, wonach ein merklicher Gradient im stationären Zustand bleibt Folglich wird in dem Teil, der in dem isolierten Gehäuse 31 liegt der Stift 27 einer wesentlich niedrigeren Temperatur ausgesetzt, als sie in der Substanz 28 herrscht, so daß als

Ergebnis der Wärmeleitfähigkeit des Stiftes und der
niedrigen Wärmeleitfähigkeit der Hülse 26 und der Substanz in kurzer Zeit ein Keimkristall an dem Punkt 29
des Stiftes 27 gebildet wird.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

20

25

30

35

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45

50

55

60

65

Claims

1 2 niedriger Wärmeleitfähigkeit versehen ist, die zwi- Patentansprüche: sehen sich isolierende Luftspalte begrenzt. 10. Lagerbehälter nach einem der Ansprüche 1 bis

1. Lagerbehälter für ein auf einem bestimmten 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Gefäß (20) klei-Temperaturniveau zu haltendes Gut, bestehend aus 5 ner als der Hohlraum (15) ausgebildet ist und daß wenigstens zwei lösbar miteinander verbundenen Einrichtungen (23), die das Gefäß (20) in einer vorbe-Behälterteilen aus einem wärmeisolierenden Materi- stimmten Stellung in dem Hohlraum fixieren, voraL wobei die einzelnen Behälterteile derart mit Ver- handen sind.

tiefungen versehen sind, daß bei Zusammengesetz- 11. Lagerbehälter nach Anspruch 10, daHurch getem Behälter ein geschlossener, allseits von dem io kennzeichnet, daß der Spalt eine Breite von Wärmeisoliertenden Material umgebener Hohlraum 5—15 mm besitzt
zur Aufnahme eines von einer Umhüllung dicht eingeschlossenen Wärmespeichermediums (Thermoblock 16) sowie des Gutes gebildet wird, dadurch
gekennzeichnet, daß in den Hohlraum (15) ein 15
Gefäß (20) aus einem Material mit hoher Wärmeleitfähigkeit eingepaßt ist, daß die ebenfalls aus einem Die Erfindung betrifft einen Lagerbehälter für ein auf Material hoher Wärmeleitfähigkeit bestehende Um- einem bestimmten Temperaturniveau zu haltendes Gut, hüllung des Thermoblockes (16) mit der Wandung bestehend aus wenigstens zwei lösbar miteinander verdes Gefaxtes (20) in wärmeleitender Berührung steht 20 bundenen Behälterteilen aus einem wärmeisolierenden und daß äer Thermoblock als Wärmespeichermedi- Material, wobei die einzelnen Behälterteile derart mit um (28) Deuteriumoxid, Undecylcyanid, 4-Brom-ca- Vertiefungen versehen sind, daß bei zusammengesetzprinsäure oder 2- Brotn-caprinsäure enthält tem Behälter ein geschlossener, allseits von dem wärme-

2. Lagerbehälter nach Anspruch 1, dadurch ge- isolierenden Material umgebener Hohlraum zur Aufkennzeichnet daß das Innere des Thermoblocks (16) 25 nähme eines von einer Umhüllung dicht eingeschlossemit wärmeleitenden Einrichtungen (24) versehen ist, nen Wärmespeichermediums (Thermoblock) sowie des welche die wirksame Oberfläche im Inneren vergrö- Gutes gebildet wird-.

Bern. Ein derartiger Behälter ist aus der DE-GMS 72 26 250

3. Lagerbehälter nach Anspruch 2, dadurch ge- bekannt Der in dieser Druckschrift beschriebene Lakennzeichnet, daß die wärmeleitenden Einrichtun- 30 gerbehälter besteht ebenfalls aus zwei Teilen, welche gen (24) in direkter Berührung mit der Hülle des zusammengesetzt einen Hohlraum bilden. Dieser Hohl-Thermoblocks (16) stehen. raum besteht aus einem zentralen quaderförmigen

4. Lagerbehälter nach Anspruch 1 bis 3, dadurch Raum, von dem vier Schlitze ausgehen, welche die Vergekennzeichnet, daß de/ Thermoblock zusätzlich ei- bindung zwischen dem quaderförmigen Hohlraum zu ne die Kristallisation einleitenc : Einrichtung (27,29) 35 vier weiteren zylindrischen Hohlräumen herstellen. Daenthält bei sind die zylindrischen Hohlräume zur Aufnahme von

5. Lagerbehälter nach Anspruch 4, dadurch ge- Transportgefäßen vorgesehen, während der zentrale kennzeichnet, daß die eine Kristallisation einleitende quaderförmige Raum zur Aufnahme von Kühlelemen-Einrichtung einen Stift (27) mit einer relativ hohen ten vorgesehen ist

Wärmeleitfähigkeit der sich durch eine Hülse (26) 40 Prinzipiell ist eine solche Apparatur in der Lage, Blut mit einer relativ niedrigen Wärmeleitfähigkeit er- insgesamt oder Komponenten desselben bei Temperastreckt aufweist, wobei sich die Hülse (26) dichtend türen zwischen Γ C und 6⁰C und bei Umgebungstempedurch die Hülle des Thermoblocks (16) erstreckt, ein raturen, die oberhalb oder unterhalb dieses Tempera-Ende (29) des Stiftes (27) aus der Hülse derart her- turbereiches liegen, für eine gewisse Zeit zu lagern,
ausragt, daß er in direkter Berührung mit dem War- 45 Es ist auch bereits bekannt, Waren, die temperaturmespeichermedium steht, und das andere Ende (30) empfindlich sind, in wärmeisolierten Behältern zu Iades Stiftes sich über die Hülle des Thermoblocks (16) gern, in welchen sogenannte Kühlblöcke in einem Gehinaus und in eine Ausnehmung in einer Wand (13) häuse enthalten sind. Ein einfaches Beispiel eines soldes Lagerbehälters erstreckt. chen Behälters ist jenes, das von Hausfrauen zur Lage-

6. Lagerbehälter nach den Ansprüchen 1 bis 5, da- jo rung von Nahrungsmitteln verwendet wird. In diesem durch gekennzeichnet, daß die nach innen gerichte- Fall braucht das Innere des Kühlbehälters nur für eine ten Flächen wenigstens zweier zueinander gegen- relativ kurze Zeitdauer kühl gehalten zu werden. Aus überliegender Wände des Gefäßes (20) mit Streifen diesem Grund und da eine direkte Berührung des Nah-(21) aus einem Material niedriger Wärmeleitfähig- rungsmittels mit dem Kühlblock normalerweise nicht keit ausgestattet sind, wobei diese Streifen zwischen 55 schädlich ist, genügt es, den Block vor seiner Verwensich isolierende Luftspalte begrenzen. dung auf die erforderliche Temperatur zu kühlen. Der

7. Lagerbehälter nach Ansprüche, dadurch ge- Block kann beispielsweise in einem Hauskühlschrank kennzeichnet, daß die Streifen aus Kork bestehen. auf die erforderliche Temperatur gekühlt werden.

8. Lagerbehälter nach Anspruch 6, dadurch ge- In ihrer einfachsten Form werden die Kühlblöcke Iekennzeichnet, daß die Streifen aus geschäumtem Po- 60 diglich mit Wasser gefüllt das, wenn es gefroren ist, eine lyurethan bestehen. höhe Schmelzwärme hat und folglich in der Lage ist, das

9. Lagerbehälter nach einem der Ansprüche 1 bis Nahrungsmittel während beachtlichter Zeitdauer in ei-8, dadurch gekennzeichnet, daß der quaderförmig ner kühlen Umgebung zu halten. Eine solche Apparatur ausgebildete Thermoblock (16) derart in dem Gefäß ist wirksam, Nahrungsmittel unter zuträglichen Bedin-(20) angeordnet ist, daß alle Seiten des Thermo- 65 gungen zu halten oder Getränke für eine bestimmte blocks mit Ausnahme einer in Berührung mit zusam- Zeitdauer bei Umgebungstemperaturen, die oberhalb menwirkenden Seiten des Gefäßes stehen, wobei der erwünschten Lagertemperaturen liegen, kühl zu haldiese eine Seite mit Streifen aus einem Material ten.