EP2876389B1 - Wärmegedämmter Behälter - Google Patents

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EP2876389B1
EP2876389B1 EP14004268.0A EP14004268A EP2876389B1 EP 2876389 B1 EP2876389 B1 EP 2876389B1 EP 14004268 A EP14004268 A EP 14004268A EP 2876389 B1 EP2876389 B1 EP 2876389B1
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EP
European Patent Office
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elements
wall
container
vacuum insulation
container according
Prior art date
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EP14004268.0A
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Joachim Kuhn
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Va Q Tec AG
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Va Q Tec AG
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Publication date
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    • F25D2400/36—Visual displays

Definitions

  • the invention relates to a thermally insulated container according to the preamble of claim 1.
  • thermally insulated containers are used in particular, but not exclusively, for transportation purposes in order to convey temperature-sensitive goods, for example medicines, while maintaining close temperature tolerances.
  • a container wall is provided in generic containers, which completely encloses an interior, in which the material to be transported is arranged. At least one closable opening is provided in the container wall in order to be able to introduce the item to be transported into the container.
  • Vacuum insulation elements In order to keep the heat flow through the container wall as low as possible, vacuum insulation elements are used for insulation. Vacuum insulation elements have a very high heat transfer resistance at a relatively low layer thickness, so that given a given outer volume, a relatively large usable volume is given with sufficient heat insulation. Due to the vacuum insulation elements, the heat flow from the outside to the inside as well as from the inside to the outside is made more difficult, so that the goods to be transported are protected against excessive heat as well as against excessive cold.
  • Thermally insulated containers are known from the prior art, in which active cooling systems are used for additional cooling. For example, it is known that the interior of the container is tempered by means of an electrical air conditioning system. Also known are systems in which dry ice is evaporated and the resulting cold vapor is used to cool the interior. These actively cooled containers have the disadvantage that they are extremely sensitive to disturbances. For example, if the electric air conditioning or the fan of the dry ice system is not supplied with sufficient electrical energy, then sufficient cooling is no longer guaranteed and the transported goods spoils.
  • thermally insulated container cooled with an active cooling system, for transportation ( JP 2002-264717 A ), which is designed as a truck semi-trailer, is the starting point for the teaching of the present invention.
  • insulated containers for transport purposes on the type of transport boxes with removable lid are known ( US 6,062,040 A ).
  • a foamed plastic is used to produce the container wall of the transport box.
  • the thermally insulated container is a container in the manner of a transport container.
  • This transport container has three side wall elements, a ceiling element, a bottom element and at least one door element.
  • the door element is pivotally mounted about a vertical axis.
  • the interior of the transport container is easily accessible.
  • the transport container is characterized in that the container wall is double-walled with a dimensionally stable outer wall and a dimensionally stable inner wall.
  • the vacuum insulation elements are located between the outer wall and the inner wall. In order to be able to be arranged between the outer wall and the inner wall, the vacuum insulation elements are formed as thermal insulation panels. All wall elements of the transport container are insulated with at least one vacuum insulation element.
  • the vacuum insulation elements are formed is basically arbitrary.
  • a base body is used, which is enclosed gas-tight with a film.
  • the interior formed by the film is evacuated to thereby realize the desired insulation properties.
  • the main body itself gives the vacuum insulation element the required mechanical stability, wherein open-porous materials should be used to produce the basic body in order to ensure sufficient evacuability.
  • film-coated vacuum insulation elements are used, they should preferably have no protruding edge tabs made of film, so that the Butt joint between adjacent vacuum insulation elements can be made as narrow as possible.
  • the vacuum insulation elements should have a control system for controlling the internal gas pressure.
  • metal flakes can be arranged below the enveloping film, wherein the internal gas pressure can then be derived by applying a temperature jump using suitable diagnostic equipment in the area of the metal flakes.
  • the container wall should have inspection openings, through which the control system for controlling the internal gas pressure is accessible.
  • the control system for controlling the internal gas pressure is accessible.
  • covers may be provided on the access openings, which are preferably transparent, so that the control system located behind the cover can be inspected from the outside.
  • the vacuum insulation elements can also be arranged in several layers one above the other or one behind the other.
  • the resulting heat flow resistance results essentially from the addition of the heat flow resistance of the individual layers.
  • melt storage elements which are filled with a suitable melt storage material.
  • Such melt storage elements have the property that they can store or release a certain amount of heat by phase transformation of the melt storage material. In other words, this means that the melt storage material melts in the melt storage element when heated until the entire supply of melt storage material has gone into the liquid phase.
  • the heat energy required for the phase transformation of the melt storage material is thus stored in the melt storage material and does not lead to an increase in temperature. If the melt storage material is cooled inversely, the melt storage material gradually solidifies and releases the stored amount of heat during this phase transformation. As a result, the melt storage elements thus buffer the heat flow according to their respective capacity until the capacity limits are reached.
  • melt storage material for example paraffin
  • a heat flow buffering in the temperature range above 0 ° C is possible. If, by contrast, a salt solution is contained in the melt storage material, for example, the heat flow can be buffered below 0 ° C. in the temperature range.
  • each melt storage material has an optimal buffering area depending on its respective melting point, it is particularly advantageous for certain applications if at least two different melt storage elements are provided in the container, which are each filled with different melt storage materials.
  • the buffer area can be spread. It is particularly advantageous if the melt storage elements filled with different melt storage materials are arranged in several layers in the container.
  • temperature measuring devices are provided on the melt storage elements, with which the temperature of the melt storage element can be measured.
  • known temperature sensors can be used with displays that discolor depending on the temperature.
  • a trained in the manner of a transport container container 01 is shown in perspective.
  • heat-sensitive goods such as drugs, especially vaccines, can be transported over long distances on the plane.
  • the base of the container 01 corresponds to the area of a standard pallet.
  • the container wall 02 of the container 01 consists of three rectangular side wall elements 03, a rectangular bottom element 04, a rectangular ceiling element 05 and a pivotally mounted door element 06.
  • the three side wall elements 03, the bottom element 04 and the ceiling element 05 are fixed to form a rectangular interior 07 connected. After closing the door member 06, the interior 07 is enclosed on all sides and insulated against the flow of heat through the container wall 02 by means of vacuum insulation elements, which are described in more detail below.
  • a closure member 08 To lock the door member 06 is a closure member 08, by the actuation in Fig. 1 Unlocked locking elements can be unlocked or locked. On the closure member 08, a seal can be attached to secure the container 01 against unauthorized opening. Alternatively or in addition thereto, a lock, for example a cylinder lock or number lock, may be provided on the closure member 08 in order to preclude unauthorized opening of the container 01.
  • a data storage device 10 is mounted in a recess. It is protected from the outside by a cover 11 (see also Fig. 9 ). To protect the container wall 02 against the ingress of sharp objects can be mounted on the outside guard rails 15 in particularly vulnerable areas.
  • the guard rails 15 may be made for example of a metal sheet.
  • the inside structure of the container 01 is made Fig. 2 seen.
  • the melt storage elements 16 are included filled with a paraffin-containing melt storage material, whereas the melt storage elements 17 contain a salt solution.
  • the melt storage elements 16 and 17 serve mounting rails 18 (see also Fig. 3 ), which engage round the melt storage elements 16 and 17 in each case at the upper or lower edge in a form-fitting manner. In this way, the melt storage elements 16 and 17 can be easily replaced by being inserted from the door side into the mounting rails 18.
  • the melt storage elements 16 and 17 are fixed to the inside of the container wall 02. This type of attachment allows in particular, the melting storage elements 16 and 17 without tools to assemble or disassemble.
  • each inspection openings 19 are provided, whose function will be explained in more detail below.
  • a sealing lip 20 is fixed on the inside, with the closing of the door member 06, the parting line between the door member 06 on the one hand and the edge of the two opposite side wall elements 03 and the edge of the ceiling element 05 and the bottom element 04 is sealed.
  • Fig. 3 the container 01 is shown schematically in cross-section from the front.
  • the flat, namely plate-shaped melt storage elements 16 and 17 are arranged parallel to the container wall 02 on the inner side 21 of the container 01.
  • the container wall 02 itself is double-walled from a dimensionally stable outer wall 22 and a likewise dimensionally stable inner wall 23 constructed. Between this mechanically stable double wall of outer wall 22 and inner wall 23 provided for isolation vacuum insulation elements 24 are arranged. Between the vacuum insulation elements 24 and the outer wall 22 impact protection elements 25 are provided made of foamed plastic. The size ratios between outer wall 22, inner wall 23, the vacuum insulation elements 24 and the impact protection elements 25 are in Fig. 3 only indicated in principle. The exact structure of the structure of the container wall 02 is off Fig. 4 seen.
  • FIG. 4 illustrated perspective cross section through the container wall 02 shows that the outer wall 22 and the inner wall 23 are each made of a sandwich material.
  • an inner core layer 26 of plywood and an inner core layer 27 of foamed plastic are each covered on the outside by cover layers 28 of fiber-reinforced plastic
  • Fig. 5 a possible embodiment of dimensionally stable melt storage containers 29 is shown. By filling the containers 29 with a suitable melt storage material, the various types of melt storage elements 16 and 17 can be made.
  • FIG. 6 The arrangement of the vacuum insulation panels 24 is shown by way of example in a side wall 03.
  • Four vacuum insulation elements 24 are arranged adjacent to one another in all side wall elements 03 and correspondingly also in the bottom element 04, in the ceiling element 05 and in the door element 06. This ensures that if a vacuum insulation element is damaged, for example caused by a microleakage, not all the insulation in the corresponding container wall fails. Rather, a sufficient insulation of the container 01 is still given in total in case of failure of a single vacuum insulation element.
  • the flat, formed in the manner of thermal insulation panels vacuum insulation elements 24 touch each other in butt joints 30. In order to minimize the heat is transferred in the butt joints 30, an insulating material can be arranged in the butt joints 30.
  • vacuum insulation elements 24 should, if possible, have no projecting film tabs so that vacuum insulation elements 24 can be mounted in the butt joints 30 as closely as possible.
  • a further layer of vacuum insulation elements may also be provided in the container wall 02, wherein, if possible, the butt joints 30 should be offset from one another in the case of several layers.
  • each vacuum insulation element 24 there is a control system 31 for controlling the internal gas pressure.
  • the four control systems 31 of the four vacuum insulation elements 24 are each arranged adjacent to each other in the middle of the container wall, so that the four different control systems 31 are accessible through a single access opening 19 therethrough.
  • Fig. 7 the inspection opening 19 is shown enlarged with the four arranged behind a cover 32 control systems 31.
  • the cover 32 is removed and placed a test head of a diagnostic device on the control systems 31.
  • Structure and function of the control system 31 and structure of the vacuum insulation elements 24 are made Fig. 8 seen.
  • the in Fig. 8 shown cross section through the vacuum insulation elements 24 shows an open-pore base body 33 which is gas-tight with a film 34 spanned.
  • the gas-tight interior 35 formed by the film 34 is evacuated in order to give the vacuum insulation element 24 the desired insulation properties.
  • the control system 31 is placed on the inside of the film 34, which consists of a metal plate 36 and an intermediate layer 37. With a test head 38, a defined temperature jump can then be applied to the control system 31, wherein from the signal response to the temperature jump, the internal gas pressure in the interior 35 can be derived.
  • the data storage device 10 is connected via a cable 12 with an internal temperature sensor for measuring the temperature in the interior 07 and with an outside temperature sensor for measuring the ambient temperature surrounding the container 01. At regular intervals, the internal temperature and the outside temperature are measured and the resulting measurement data stored in the data storage device 10 for documentation purposes.
  • the current internal temperature or the current outside temperature can be displayed and read from the outside through the transparent cover 11.
  • an unillustrated GPS receiver can be connected to the data storage device 10, so that the position data of the container 01 can be stored with the data storage device 10 for documentation purposes.
  • the function of the container 01 for temperature insulation is based on the in 10 to FIG. 12 illustrated temperature curves are exemplified.
  • Fig. 10 a situation is schematically illustrated in which the container 01 is exposed to an outside temperature profile 39.
  • the corresponding change in the internal temperature in the interior 07 of the container 01 is presented with the internal temperature profile 40.
  • the outdoor temperature profile 39 includes a temperature jump of 10 ° C to 30 ° C over a period of 6 hours.
  • This change in the outside temperature initially leads to no temperature change in the interior 07, because the amounts of heat that are transmitted through the vacuum insulation elements 24 are buffered by the melt storage elements 16 and 17 by phase transformation of the melt storage material. Only after a time delay, when large quantities of the melt storage material have already undergone a phase transformation, the internal temperature in the interior 07 increases very slowly.
  • Out Fig. 11 is a second outdoor temperature profile 41 and the resulting internal temperature profile 42 in the interior 07 of the container 01 offered.
  • the outdoor temperature profile 41 goes through after the positive temperature jump to 30 ° C immediately thereafter a negative temperature jump to just over 0 ° C. Also the negative temperature jump lasts 6 hours. Also, the negative temperature jump is buffered by the melt storage elements 16 and 17, wherein the melt storage elements in turn regenerate by lowering the temperature, so that a subsequent positive temperature jump can in turn be easily buffered.
  • a real outdoor temperature profile 43 and a resulting indoor temperature profile 44 are plotted, which were logged in a long-term trial over 210 hours.
  • the different curves of the outside temperature profile 43 and the inside temperature profile 44 correspond to the different measuring points outside or within the container 01.
  • Fig. 11 Immediately apparent, the internal temperature remains despite a considerable fluctuations in the outside temperature within a narrow temperature band, so that temperature-sensitive goods in the interior of the container 07 are effectively protected from excessive temperature fluctuations.

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Description

  • Die Erfindung betrifft einen wärmegedämmten Behälter nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Solche wärmegedämmten Behälter werden insbesondere, jedoch keineswegs ausschließlich, für Transportzwecke genutzt, um temperaturempfindliche Waren, beispielsweise Medikamente, bei Einhaltung enger Temperaturtoleranzen befördern zu können. Dazu ist bei gattungsgemäßen Behältern eine Behälterwandung vorgesehen, die einen Innenraum, in dem das zu transportierende Gut angeordnet wird, vollständig umschließt. In der Behälterwandung ist zumindest eine verschließbare Öffnung vorgesehen, um das zu transportierende Gut in den Behälter einbringen zu können.
  • Um den Wärmefluss durch die Behälterwandung hindurch möglichst gering zu halten, werden Vakuumisolationselemente zur Isolation verwendet. Vakuumisolationselemente haben einen sehr hohen Wärmedurchgangswiderstand bei relativ geringer Schichtdicke, so dass bei gegebenem Außenvolumen ein relativ großes Nutzvolumen bei ausreichender Wärmeisolation gegeben ist. Durch die Vakuumisolationselemente wird der Wärmefluss sowohl von außen nach innen als auch von innen nach außen erschwert, so dass die zu transportierende Ware sowohl gegen übermäßige Wärme als auch gegen übermäßige Kälte geschützt ist.
  • Aus dem Stand der Technik sind wärmegedämmte Behälter bekannt, bei denen zur zusätzlichen Kühlung aktive Kühlsysteme eingesetzt werden. Beispielsweise ist es bekannt, dass der Innenraum des Behälters mittels einer elektrischen Klimatisierungsanlage temperiert wird. Auch sind Systeme bekannt, bei denen Trockeneis verdampft wird und der dabei entstehende kalte Dampf zur Kühlung des Innenraums eingesetzt wird. Diese aktiv gekühlten Behälter haben den Nachteil, dass sie außerordentlich empfindlich gegen Störungen sind. Wird beispielsweise die elektrische Klimaanlage oder der Ventilator der Trockeneisanlage nicht mit ausreichender elektrischer Energie versorgt, so ist eine ausreichende Kühlung nicht mehr gewährleistet und die transportierte Ware verdirbt.
  • Ein mit einem aktiven Kühlsystem gekühlter wärmegedämmter Behälter für Transportzwecke ( JP 2002-264717 A ), der als Lkw-Auflieger ausgeführt ist, ist Ausgangspunkt für die Lehre der vorliegenden Erfindung.
  • Allgemein sind natürlich auch wärmegedämmte Behälter für Transportzwecke nach Art von Transportboxen mit abnehmbarem Deckel bekannt ( US 6,062,040 A ). Zur Herstellung der Behälterwandung der Transportbox wird ein geschäumter Kunststoff verwendet.
  • Ausgehend von dem oben angesprochenen Stand der Technik ( JP 2002-264717 A ) liegt der Lehre das Problem zugrunde, einen besonders zweckmäßig aufgebauten und handhabbaren Transportcontainer vorzuschlagen.
    Diese Aufgabe wird durch einen Behälter nach der Lehre des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
  • Gemäß der Erfindung handelt es sich bei dem wärmegedämmten Behälter um einen Behälter in der Art eines Transportcontainers. Dieser Transportcontainer hat drei Seitenwandelemente, ein Deckenelement, ein Bodenelement und mindestens ein Türelement. Das Türelement ist um eine Vertikalachse schwenkbar gelagert. Damit ist der Innenraum des Transportcontainers gut zugänglich.
  • Der Transportbehälter zeichnet sich dadurch aus, dass die Behälterwandung doppelwandig mit einer formstabilen Außenwandung und einer formstabilen Innenwandung ausgebildet ist. Die Vakuumisolationselemente befinden sich zwischen der Außenwandung und der Innenwandung. Um zwischen der Außenwandung und der Innenwandung angeordnet sein zu können, sind die Vakuumisolationselemente als Wärmedämmplatten ausgebildet. Alle Wandelemente des Transportcontainers sind mit jeweils zumindest einem Vakuum isolationselement isoliert.
  • In welcher Konstruktionsweise die Vakuumisolationselemente ausgebildet sind, ist grundsätzlich beliebig. Nach einer bevorzugten Ausführungsform wird dazu ein Grundkörper verwendet, der mit einer Folie gasdicht umschlossen ist. Der von der Folie gebildete Innenraum wird evakuiert, um dadurch die gewünschten Isolationseigenschaften realisieren zu können. Der Grundkörper selbst gibt dem Vakuumisolationselement die erforderliche mechanische Stabilität, wobei zur Herstellung des Grundkörpers offenporigen Werkstoffe verwendet werden sollten, um eine ausreichende Evakuierbarkeit zu gewährleisten.
  • Werden folienummantelte Vakuumisolationselemente verwendet, sollten diese vorzugsweise keine überstehenden Randlaschen aus Folie aufweisen, damit die Stoßfuge zwischen benachbarten Vakuumisolationselementen möglichst eng gestaltet werden kann.
  • Die Isolationswirkung der Vakuumisolationselemente hängt maßgeblich davon ab, dass im Vakuumisolationselement ein ausreichend niedriger Innengasdruck herrscht. Je weiter der Innengasdruck im Vakuumisolationselement zunimmt, desto mehr Wärme wird durch das Vakuumisolationselement hindurchgeleitet Um die Funktionstüchtigkeit der Vakuumisolationselemente jederzeit auch nach dem Einbau in den Behälter prüfen zu können, sollten die Vakuumisolationselemente ein Kontrollsystem zu Kontrolle des Innengasdrucks aufweisen. Dazu können unterhalb der Hüllfolie beispielsweise Metallplättchen angeordnet werden, wobei der Innengasdruck dann unter Einsatz geeigneter Diagnosegeräte im Bereich der Metallplättchen durch Aufbringung eines Temperatursprungs abgeleitet werden kann.
  • Bevorzugt sollte die Behälterwandung Revisionsöffnungen aufweisen, durch die das Kontrollsystem zur Kontrolle des Innengasdrucks zugänglich ist. Auf diese Weise kann die Funktionstüchtigkeit der eingebauten Vakuumisolationselemente jederzeit, insbesondere vor dem Beladen, erneut geprüft werden, um Beschädigungen an dem zu transportierenden Gut durch unzureichende Isolation, wie sie beispielsweise durch Mikrolecks in den Vakuumisolationselementen verursacht sein kann, zu vermeiden.
  • Um die Beschädigung der Vakuumisolationselemente durch Eindringen von Fremdkörpern auszuschließen, können an den Revisionsöffnungen Abdeckungen vorgesehen sein, die vorzugsweise transparent sind, damit das hinter der Abdeckung befindliche Kontrollsystem von außen in Augenschein genommen werden kann.
  • Zur Erhöhung des Wärmeflusswiderstands können die Vakuumisolationselemente auch in mehreren Schichten übereinander oder hintereinander angeordnet werden. Der resultierende Wärmeflusswiderstand ergibt sich dabei im Wesentlichen aus der Addition des Wärmeflusswiderstands der einzelnen Schichten.
  • Durch Einbau von mehreren Vakuumisolationselementen in die verschiedenen Behälterwandungen wird eine verbesserte Schadensredundanz erreicht, da bei Beschädigung eines einzelnen Vakuumisolationselements die Isolationseigenschaften des Behälters nur relativ gering beeinflusst werden.
  • Im Behälter kann man passive Schmelzspeicherelemente, die mit einem geeigneten Schmelzspeichermaterial gefüllt sind, anordnen. Derartige Schmelzspeicherelemente haben die Eigenschaft, dass sie eine bestimmte Wärmemenge durch Phasenumwandlung des Schmelzspeichermaterials speichern bzw. abgeben können. Dies bedeutet mit anderen Worten, dass das Schmelzspeichermaterial im Schmelzspeicherelement bei Erwärmung so lange schmilzt, bis der gesamte Vorrat an Schmelzspeichermaterial in die flüssige Phase übergegangen ist. Die zur Phasenumwandlung des Schmelzspeichermaterials erforderliche Wärmeenergie wird somit im Schmelzspeichermaterial gespeichert und führt nicht zu einer Temperaturerhöhung. Wird das Schmelzspeichermaterial umgekehrt abgekühlt, so erstarrt das Schmelzspeichermaterial nach und nach und gibt bei dieser Phasenumwandlung die gespeicherte Wärmemenge ab. Im Ergebnis puffern die Schmelzspeicherelemente somit entsprechend ihrer jeweiligen Kapazität den Wärmefluss bis zum Erreichen der Kapazitätsgrenzen ab.
  • Je nach Schmelzpunkt des Schmelzspeichermaterials ergeben sich andere Pufferungsbereiche zur Abpufferung des Wärmeflusses. Enthält das Schmelzspeichermaterial beispielsweise Paraffin, wird eine Wärmeflusspufferung im Temperaturbereich oberhalb von 0° C ermöglicht. Ist dagegen im Schmelzspeichermaterial beispielsweise eine Salzlösung enthalten, kann der Wärmefluss im Temperaturbereich unterhalb von 0° C abgepuffert werden.
  • Da jedes Schmelzspeichermaterial abhängig von seinem jeweiligen Schmelzpunkt einen optimalen Pufferungsbereich aufweist, ist es für bestimmte Anwendungen besonders vorteilhaft, wenn im Behälter zumindest zwei verschiedene Schmelzspeicherelemente vorgesehen sind, die jeweils mit unterschiedlichen Schmelzspeichermaterialien gefüllt sind. Durch diese Kombination von unterschiedlichen Schmelzspeichermaterialien in einem Behälter kann der Pufferungsbereich aufgespreizt werden. Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn die mit unterschiedlichen Schmelzspeichermaterialien gefüllten Schmelzspeicherelemente in mehreren Schichten im Behälter angeordnet sind.
  • Um die Einsatzbereitschaft der Schmelzspeicherelemente prüfen zu können, beispielsweise nach dem Beladen eines Behälters, ist es vorteilhaft, wenn an den Schmelzspeicherelementen Temperaturmesseinrichtungen vorgesehen sind, mit denen die Temperatur des Schmelzspeicherelements gemessen werden kann. Dazu können beispielsweise bekannte Temperatursensoren mit Displays Verwendung finden, die sich in Abhängigkeit der Temperatur verfärben.
  • Eine Ausführungsform der Erfindung ist in den Zeichnungen schematisch dargestellt und wird nachfolgend beispielhaft erläutert.
  • Es zeigen:
    • Fig. 1
    einen Transportcontainer in perspektivischer Ansicht von außen;
    Fig. 2
    den Transportcontainer gemäß Fig. 1 mit geöffneter Tür in perspektivischer Ansicht;
    Fig. 3
    den Transportcontainer gemäß Fig. 1 im Querschnitt;
    Fig. 4
    die Behälterwandung des Transportcontainers gemäß Fig. 1 im perspektivischen Schnitt;
    Fig. 5
    die Schmelzspeicherelemente des Transportcontainers gemäß Fig. 1 in perspektivischer Ansicht;
    Fig. 6
    die Anordnung der Vakuumisolationselemente an einer Seitenwandung des Transportcontainers gemäß Fig. 1 in seitlicher Ansicht;
    Fig. 7
    eine Revisionsöffnung in einer Behälterwandung des Transportcontainers gemäß Fig. 1;
    Fig. 8
    ein Vakuumisolationselement des Transportcontainers gemäß Fig. 1 im Querschnitt;
    Fig. 9
    den Datenspeicher am Transportcontainer gemäß Fig. 1 in vergrößerter perspektivischer Ansicht;
    Fig. 10
    die Innentemperaturkurve im Innenraum des Transportcontainers gemäß Fig. 1 bei Aufbringung eines positiven Außentemperatursprungs;
    Fig. 11
    die Innentemperaturkurve im Innenraum des Transportcontainers gemäß Fig. 1 bei Aufbringung eines positiven und eines negativen Außentemperatursprungs;
    Fig. 12
    die Innentemperaturkurve im Innenraum des Transportcontainers gemäß Fig. 1 bei Durchlaufen eines Außentemperaturprofils.
  • In Fig. 1 ist ein in der Art eines Transportcontainers ausgebildeter Behälter 01 perspektivisch dargestellt. Im Behälter 01 können wärmesensible Güter, beispielsweise Medikamente, insbesondere Impfstoffe, über weite Strecken auch im Flugzeug transportiert werden. Die Grundfläche des Behälters 01 entspricht der Fläche einer Standardpalette.
  • Die Behälterwandung 02 des Behälters 01 besteht aus drei rechteckigen Seitenwandelementen 03, einem rechteckigen Bodenelement 04, einem rechteckigen Deckenelement 05 und einem schwenkbar gelagerten Türelement 06. Die drei Seitenwandelemente 03, das Bodenelement 04 und das Deckenelement 05 sind unter Bildung eines rechteckförmigen Innenraums 07 fest miteinander verbunden. Nach Schließen des Türelements 06 ist der Innenraum 07 allseitig umschlossen und gegen den Durchfluss von Wärme durch die Behälterwandung 02 mittels Vakuumisolationselementen, die nachfolgend näher beschrieben sind, isoliert.
  • Zum Verriegeln des Türelements 06 dient ein Verschlussorgan 08, durch dessen Betätigung in Fig. 1 nicht dargestellte Riegelelemente entriegelt bzw. verriegelt werden können. Am Verschlussorgan 08 kann ein Siegel angebracht werden, um den Behälter 01 gegen unbefugtes Öffnen zu sichern. Alternativ bzw. additiv dazu kann am Verschlussorgan 08 auch ein Schloss, beispielweise ein Zylinderschloss oder Nummernschloss, vorgesehen sein, um ein unbefugtes Öffnen des Behälters 01 auszuschließen.
  • An der Unterseite des Bodenelements 04 sind zwei Leisten 09 angebracht, durch die ein Zwischenraum zwischen dem Bodenelement 04 und der Aufstandsfläche gebildet wird. In diesen Zwischenraum können Zinken eines Transportstaplers eingeschoben werden, um den Behälter 01 mit dem Stapler anheben und transportieren zu können. An der Oberseite des Türelements 06 ist in einer Vertiefung ein Datenspeichergerät 10 befestigt. Es ist nach außen hin von einer Abdeckung 11 geschützt (siehe auch Fig. 9). Zum Schutz der Behälterwandung 02 gegen das Eindringen von spitzen Gegenständen können an der Außenseite Schutzplanken 15 in besonders gefährdeten Bereichen angebracht werden. Die Schutzplanken 15 können beispielsweise aus einem Metallblech hergestellt sein.
  • Der innenseitige Aufbau des Behälters 01 ist aus Fig. 2 ersichtlich. An der Innenseite der beiden seitlichen Seitenwandungen 03 sind jeweils sechs Schmelzspeicherelemente 16 und 17 angeordnet. Die Schmelzspeicherelemente 16 sind dabei mit einem paraffinhaltigen Schmelzspeichermaterial gefüllt, wohingegen die Schmelzspeicherelemente 17 eine Salzlösung enthalten. Zur Befestigung der Schmelzspeicherelemente 16 und 17 dienen Befestigungsschienen 18 (siehe auch Fig. 3), die die Schmelzspeicherelemente 16 und 17 jeweils am oberen bzw. unteren Rand formschlüssig umgreifen. Auf diese Weise können die Schmelzspeicherelemente 16 und 17 einfach dadurch ausgewechselt werden, dass sie von der Türseite her in die Befestigungsschienen 18 eingeschoben werden. Nach Schließen des Türelements 06 sind die Schmelzspeicherelemente 16 und 17 an der Innenseite der Behälterwandung 02 fixiert. Diese Art der Befestigung erlaubt es insbesondere, die Schmelzspeicherelemente 16 und 17 ohne Werkzeug zu montieren bzw. zu demontieren.
  • In den drei Seitenwandelementen 03, dem Bodenelement 04, dem Deckenelement 05 und dem Türelement 06 sind jeweils Revisionsöffnungen 19 vorgesehen, deren Funktion nachfolgend noch detailliert erläutert wird.
  • Am Außenumfang des Türelements 06 ist innenseitig eine Dichtlippe 20 befestigt, mit der nach Schließen des Türelements 06 die Trennfuge zwischen dem Türelement 06 einerseits und dem Rand der zwei gegenüberliegenden Seitenwandelemente 03 bzw. dem Rand des Deckenelements 05 und des Bodenelements 04 abgedichtet wird.
  • In Fig. 3 ist der Behälter 01 im Querschnitt von vorne schematisch dargestellt. Die flächigen, nämlich plattenförmigen Schmelzspeicherelemente 16 und 17 sind parallel zur Behälterwandung 02 auf der Innenseite 21 des Behälters 01 angeordnet.
  • Die Behälterwandung 02 selbst ist doppelwandig aus einer formstabilen Außenwandung 22 und einer ebenfalls formstabilen Innenwandung 23 aufgebaut. Zwischen dieser mechanisch stabilen Doppelwand aus Außenwandung 22 und Innenwandung 23 sind die zur Isolation vorgesehenen Vakuumisolationselemente 24 angeordnet. Zwischen den Vakuumisolationselementen 24 und der Außenwandung 22 sind Stoßschutzelemente 25 aus geschäumtem Kunststoff vorgesehen. Die Größenverhältnisse zwischen Außenwandung 22, Innenwandung 23, den Vakuumisolationselementen 24 und den Stoßschutzelementen 25 sind in Fig. 3 nur im Prinzip angedeutet. Die genaue Struktur des Aufbaus der Behälterwandung 02 ist aus Fig. 4 ersichtlich.
  • Der in Fig. 4 dargestellte perspektivische Querschnitt durch die Behälterwandung 02 zeigt, dass die Außenwandung 22 und die Innenwandung 23 jeweils aus einem Sandwichmaterial hergestellt sind. In diesem Sandwichmaterial werden eine innere Kernschicht 26 aus Sperrholz und eine innere Kernschicht 27 aus geschäumtem Kunststoff jeweils außenseitig von Deckschichten 28 aus faserverstärktem Kunststoff bedeckt
  • In Fig. 5 ist eine mögliche Ausführungsform von formstabilen Schmelzspeicherbehältern 29 dargestellt. Durch Befüllung der Behälter 29 mit einem geeigneten Schmelzspeichermaterial können die verschiedenen Typen von Schmelzspeicherelementen 16 und 17 hergestellt werden.
  • In Fig. 6 ist die Anordnung der Vakuumisolationspaneele 24 in einer Seitenwandung 03 beispielhaft dargestellt Jeweils vier Vakuumisolationselemente 24 sind in allen Seitenwandelementen 03 und entsprechend auch im Bodenelement 04, im Deckenelement 05 und im Türelement 06 zueinander benachbart angeordnet. Dadurch ist gewährleistet, dass bei Beschädigung eines Vakuumisolationselements, beispielsweise verursacht durch ein Mikroleck, nicht die gesamte Isolation in der entsprechenden Behälterwandung ausfällt. Vielmehr ist auch bei Ausfall eines einzelnen Vakuumisolationselements immer noch eine ausreichende Isolation des Behälters 01 insgesamt gegeben. Die flächigen, in der Art von Wärmedämmplatten ausgebildeten Vakuumisolationselemente 24 berühren sich in Stoßfugen 30. Damit möglichst wenig Wärme in den Stoßfugen 30 übertragen wird, kann in den Stoßfugen 30 ein Dämmmaterial angeordnet werden. Außerdem sollten die Vakuumisolationselemente 24 nach Möglichkeit keine überstehenden Folienlaschen aufweisen, damit Vakuumisolationselemente 24 in den Stoßfugen 30 möglichst eng anliegend montiert werden können. Zur Erhöhung des Wärmedurchflusswiderstands kann außerdem noch eine weitere Schicht von Vakuumisolationselementen in der Behälterwandung 02 vorgesehen sein, wobei bei mehreren Schichten die Stoßfugen 30 nach Möglichkeit gegeneinander versetzt sein sollten.
  • An jedem Vakuumisolationselement 24 ist ein Kontrollsystem 31 zur Kontrolle des Innengasdrucks vorhanden. Die vier Kontrollsysteme 31 der vier Vakuumisolationselemente 24 sind dabei jeweils benachbart zueinander in der Mitte der Behälterwandung angeordnet, damit die vier verschiedenen Kontrollsysteme 31 durch eine einzige Revisionsöffnung 19 hindurch zugänglich sind.
  • In Fig. 7 ist die Revisionsöffnung 19 mit den vier hinter einer Abdeckung 32 angeordneten Kontrollsystemen 31 vergrößert dargestellt. Zur Kontrolle des Innengasdrucks in den Vakuumisolationselementen 24 wird die Abdeckung 32 abgenommen und ein Prüfkopf eines Diagnosegeräts auf die Kontrollsysteme 31 aufgelegt. Aufbau und Funktion des Kontrollsystems 31 und Struktur der Vakuumisolationselemente 24 sind aus Fig. 8 ersichtlich.
  • Der in Fig. 8 dargestellte Querschnitt durch die Vakuumisolationselemente 24 zeigt einen offenporigen Grundkörper 33, der gasdicht mit einer Folie 34 umspannt ist. Der von der Folie 34 gebildete gasdichte Innenraum 35 wird evakuiert, um dem Vakuumisolationselement 24 die gewünschten Isolationseigenschaften zu geben. Zur Prüfung des Innengasdrucks im Innenraum 35 des Vakuumisolationselements 24 wird an der Innenseite der Folie 34 das Kontrollsystem 31 platziert, das aus einem Metallplättchen 36 und einer Zwischenlage 37 besteht. Mit einem Prüfkopf 38 kann dann ein definierter Temperatursprung auf das Kontrollsystem 31 aufgebracht werden, wobei aus der Signalantwort auf den Temperatursprung der Innengasdruck im Innenraum 35 ableitbar ist.
  • Wie aus Fig. 9 ersichtlich, ist das Datenspeichergerät 10 über ein Kabel 12 mit einem Innentemperatursensor zu Messung der Temperatur im Innenraum 07 und mit einem Außentemperatursensor zur Messung der den Behälter 01 umgebenden Umgebungstemperatur verbunden. In regelmäßigen Zeitabständen werden die Innentemperatur und die Außentemperatur gemessen und die dabei anfallenden Messdaten im Datenspeichergerät 10 zu Dokumentationszwecken abgespeichert. An einem Display 13 kann die aktuelle Innentemperatur bzw. die aktuelle Außentemperatur angezeigt und von außen durch die transparente Abdeckung 11 abgelesen werden. Über einen Anschluss 14 kann ein nicht dargestellter GPS-Empfänger an das Datenspeichergerät 10 angeschlossen werden, so dass die Positionsdaten des Behälters 01 mit dem Datenspeichergerät 10 zu Dokumentationszwecken gespeichert werden können.
  • Die Funktion des Behälters 01 zur Temperaturisolation soll anhand der in Fig. 10 bis Fig. 12 dargestellten Temperaturkurven beispielhaft erläutert werden.
  • In Fig. 10 ist eine Situation schematisch dargestellt, in der der Behälter 01 einem Außentemperaturprofil 39 ausgesetzt ist. Die entsprechende Änderung der Innentemperatur im Innenraum 07 des Behälters 01 ist mit dem Innentemperaturprofil 40 angetragen. Das Außentemperaturprofil 39 beinhaltet einen Temperatursprung von 10° C auf 30° C über eine Dauer von 6 Stunden. Diese Änderung der Außentemperatur führt im Innenraum 07 zunächst zu keiner Temperaturänderung, weil die Wärmemengen, die durch die Vakuumisolationselemente 24 durchgelassen werden, von den Schmelzspeicherelementen 16 bzw. 17 durch Phasenumwandlung des Schmelzspeichermaterials abgepuffert werden. Erst nach einer Zeitverzögerung, wenn große Mengen des Schmelzspeichermaterials bereits eine Phasenumwandlung durchlaufen haben, steigt die Innentemperatur im Innenraum 07 sehr langsam an.
  • Aus Fig. 11 ist ein zweites Außentemperaturprofil 41 und das daraus resultierende Innentemperaturprofil 42 im Innenraum 07 des Behälters 01 angetragen. Das Außentemperaturprofil 41 durchläuft nach dem positiven Temperatursprung auf 30° C unmittelbar danach einen negativen Temperatursprung auf knapp über 0° C. Auch der negative Temperatursprung dauert 6 Stunden. Auch der negative Temperatursprung wird durch die Schmelzspeicherelemente 16 und 17 abgepuffert, wobei sich die Schmelzspeicherelemente durch die Absenkung der Temperatur wiederum regenerieren, so dass ein anschließender positiver Temperatursprung wiederum ohne Weiteres abgepuffert werden kann.
  • In Fig. 12 sind ein reales Außentemperaturprofil 43 und ein daraus resultierendes Innentemperaturprofil 44 angetragen, das in einem Langzeitversuch über 210 Stunden protokolliert wurde. Die unterschiedlichen Kurven des Außentemperaturprofils 43 und des Innentemperaturprofils 44 entsprechen den verschiedenen Messpunkten außerhalb bzw. innerhalb des Behälters 01. Wie aus Fig. 11 unmittelbar ersichtlich, bleibt die Innentemperatur trotz erheblicher Schwankungen der Außentemperatur innerhalb eines schmalen Temperaturbands, so dass temperaturempfindliche Waren im Innenraum des Behälters 07 wirksam vor übermäßigen Temperaturschwankungen geschützt sind.

Claims (11)

  1. Wärmegedämmter Behälter für Transportzwecke, mit einer Behälterwandung (02), die einen Innenraum (07) vollständig umschließt und von drei Seitenwandelementen (03), einem Deckenelement (05), einem Bodenelement (04) und mindestens einem Türelement (06) gebildet ist, wobei das Türelement (06) um eine Vertikalachse schwenkbar an einem der Seitenwandelemente (03) gelagert ist,
    wobei der Innenraum (07) mit mehreren als Wärmedämmplatten ausgebildeten Vakuumisolationselementen (24) gegen Wärmeaustausch isoliert ist,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Behälter als Transportcontainer (01) ausgebildet ist und an der Unterseite des Bodenelements (04) Funktionselemente (09) aufweist, die das Einschieben der Zinken eines Transportstaplers erlauben,
    dass die Behälterwandung (02) in allen Wandelementen (03, 04, 05, 06), doppelwandig ausgebildet ist mit einer formstabilen Außenwandung (22) und einer formstabilen Innenwandung (23),
    dass die Außenwandung (22) und/oder die Innenwandung (23) aus einem Sandwichmaterial mit mehreren Materialschichten (26, 27, 28) besteht,
    dass die Vakuumisolationselemente (24) in allen Wandelementen (02, 03, 04, 05, 06), zwischen der Außenwandung (22) und der Innenwandung (23) angeordnet sind,
    dass auf der Innenseite (21) der Innenwandung (23) mehrere Schmelzspeicherelemente (16, 17) anordenbar sind,
    dass die Schmelzspeicherelemente (16, 17) ohne Werkzeug lösbar im Behälter befestigbar sind und
    dass zur Befestigung der Schmelzspeicherelemente (16, 17) im Behälter an den Innenseiten (21) der Seitenwandelemente (03) Befestigungsschienen (18) angebracht sind, die die Schmelzspeicherelemente (16, 17) jeweils am oberen bzw. unteren Rand formschlüssig umgreifen und in die die Schmelzspeicherelemente (16, 17) von der Türseite her einschiebbar sind.
  2. Behälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
    dass die Tür (06) des Transportcontainers (01) mit einem Verschlussorgan (08) verriegelbar ist, wobei, vorzugsweise, am Verschlussorgan (08) ein Siegel anbringbar ist und/oder am Verschlussorgan (08) ein Schloss zum Absperren des Transportcontainers (01) vorgesehen ist.
  3. Behälter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
    dass das Sandwichmaterial eine erste äußere Deckschicht (28) aus faserverstärktem Kunststoff und/oder eine innere Kernschicht (26) aus Sperrholz und/oder eine innere Kernschicht (27) aus geschäumtem Kunststoff, insbesondere geschäumtem Polyurethankunststoff, und/oder eine zweite äußere Deckschicht (28) aus faserverstärktem Kunststoff aufweist.
  4. Behälter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
    dass zwischen den Vakuumisolationselementen (24) einerseits und der Außenwandung (22) und/oder Innenwandung (23) anderseits Stoßschutzelemente (25), insbesondere Stoßschutzelemente (25) aus geschäumtem Kunststoff, angeordnet sind.
  5. Behälter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,
    dass in jedem einzelnen Wandelement (03, 04, 05, 06) jeweils mehrere Vakuumisolationselemente (24) zur Isolation vorgesehen sind.
  6. Behälter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,
    dass zumindest zwei, insbesondere jeweils vier, Vakuumisolationselemente ((24) nebeneinander in den Wandelementen (03, 04, 05, 06) angeordnet sind, wobei benachbarte Vakuumisolationselemente (24) einander in einer Stoßfuge (30) berühren, wobei, vorzugsweise, in der Stoßfuge (30) ein wärmeisolierendes Dämmmaterial angeordnet ist.
  7. Behälter nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet,
    dass in der Trennfuge zwischen Tür (06) und Öffnung des Transportcontainers (01) ein Dichtorgan (20) angeordnet ist.
  8. Behälter nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet,
    dass die Vakuumisolationselemente (24) im Bereich der Öffnung des Transportcontainers (01) derart angeordnet sind, dass sich die Vakuumisolationselemente (24) nach Schließen der Tür (06) im Bereich der Trennfuge zumindest geringfügig überlappen,
    wobei, vorzugsweise, die Breite der Überlappung zumindest der halben Dicke der Vakuumisolationselemente (24) entspricht.
  9. Behälter nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet,
    dass am Transportcontainer (01) ein Stützrahmen, insbesondere aus Metallprofilen, zur mechanischen Abstützung der Behälterwandung vorgesehen ist.
  10. Behälter nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet,
    dass jedes Vakuumisolationselement (24) ein internes oder externes Kontrollsystem (31) zur Kontrolle des Innengasdruckes im Vakuumisolationselement (24) aufweist,
    dass in der Innenwandung (23) des Transportcontainers (01) zumindest eine Revisionsöffnung (19) vorgesehen ist, durch die das Kontrollsystem (31) zur Kontrolle des Innengasdruckes im Vakuumisolationselement (24) zugänglich ist und
    dass die Revisionsöffnung (19) mit einer insbesondere transparenten Abdeckung (32) verschlossen ist.
  11. Behälter nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet,
    dass am Transportcontainer (01) zumindest ein Temperatursensor vorgesehen ist, mit dem die Innentemperatur messbar ist.
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