KR20150110552A - 온도에 민감한 제품의 열 보호 및/또는 운송 방법 및 장치 - Google Patents

온도에 민감한 제품의 열 보호 및/또는 운송 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명의 실시 예들은 가령 제품 저장 및/또는 운송 시, 제품의 열을 보호함으로써 제품들이 노출되는 온도들을 제어하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다. 실시 예들은 제품 및/또는 제품의 일부가 요구되는 온도 범위를 경험하는 시간을 늘리고 및/또는 제품 및/또는 제품의 일부가 요구되는 온도 범위 밖의 온도 및/또는 바람직하지 않은 온도 범위를 경험하는 시간을 줄일 수 있다. 실시 예들은 패키징 용기 내부의 제품 주변 및/또는 근처에 알루미늄 시트 등의 열 전도성 물질을 포함함으로써, 패키징 내부의 하나 이상의 지점들로부터 패키징 내부의 하나 이상의 다른 지점들로 전도성 물질들이 열을 전도하도록 할 수 있다. 이러한 열 전도성 물질들은 전도성 이퀄라이저로 일컬을 수 있다. 전도성 이퀄라이저들은 용기 내부의 더 뜨거운 부분들로부터 용기의 내부의 더 차가운 부분들 및/또는 냉각하고자 하는 부분들로부터 보냉 뱅크로 전도적으로 열기를 전달할 수 있다. 더 뜨거운 부분들로부터 더 차가운 부분들로 열을 전달하거나 냉각하고자 하는 부분들로부터 보냉 뱅크로 열을 전달하게 되면, 제품 주변의 온도 분포가 더 균일해질 수 있다.

Description

온도에 민감한 제품의 열 보호 및/또는 운송 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR THERMALLY PROTECTING AND/OR TRANSPORTING TEMPERATURE SENSITIVE PRODUCTS}
관련출원의 상호참조
본 출원은 2012년 12월 23일에 출원된 미국특허가출원번호 제61/745,620 및 2013년 3월 15일에 출원된 미국특허가출원번호 제61/787,205를 우선권으로 주장하고, 이 출원은 그 전문이 본원에 참조로서 포함된다.
본 발명의 실시 예들은 열에 민감한 제품 등의 탑재화물(payload)의 열 환경을 제어하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다. 실시 예들은 열에 민감한 제품들을 위한 포장 시스템 등과 같은 밀폐된 환경 안에서 열을 이동시킴으로써 포장 시스템 안의 보냉 뱅크(cold bank)(또는 보온 뱅크(hot bank))를 더 효율적으로 사용하고 포장 시스템 안의 고온 또는 저온 지점들을 줄이도록 설계되었다.
열에 민감한 제품의 이동에 가장 흔하게 사용되는 포장 시스템들은 스티로폼 용기와 같은 단열 용기, 그리고 하나 이상의 냉각 젤(gel), 얼음, 팩(pack) 등의 보냉 뱅크를 사용해 화물(load), 제품 또는 탑재화물의 열을 보호하는 역할을 한다. 일반적으로, 화물의 환경은 2-8℃, 20-25℃, 또는 -20℃ 미만의 특정 온도 범위 내로 유지되어 화물의 열을 보호한다. 냉각 얼음 팩들은 일반적으로 화물 위, 아래, 또는 위와 아래에 배치된다. 도 1a와 도 1b에서는 화물 위에 보냉 뱅크를 사용한 두 가지 구성을 도시하고 있다. 포장 시스템 안에서는, 차가운 공기가 자연 대류에 의해 용기 내부 곳곳으로 이동되어 가령 2-8℃의 적절한 온도 범위를 유지한다. 또한, 어떤 포장 시스템들은 내벽에 있는 채널, 또는 스페이서(간격을 띄우는 장치) 등을 활용해 자연 대류를 촉진하여 온도가 균일하게 분포하도록 한다.
도 1a 및 도 1b에 도시된 것과 유사한 단열 용기 및 하나 이상의 보냉 뱅크를 사용한 포장 시스템에서 가장 흔하게 발생하는 문제점 중 하나는 온도 분배가 잘 이루어지지 않아 단열 용기 내부 환경에 온도가 균일하지 않게 된다는 것이다. 차가운 공기는 따뜻한 공기보다 무겁기 때문에, 용기 또는 포장 내부에서 바닥에 가라앉는 성질이 있어서, 바닥 부분에 위치한 제품 부분이 냉각될 수 있는 조건에 노출된다. 또한, 따뜻한 공기는 위로 상승하기 때문에, 포장 내부에서 위에 위치한 제품 부분이 따뜻한 온도에 노출될 수 있어, 제품에 적합한 온도 환경을 유지하지 못할 수 있다. 따라서, 보냉 뱅크를 용기 내부의 상부에 배치하면, 자연 대류는 용기 안의 공기를 순환시키고 공기가 자연적으로 섞이게 함으로써, 온도가 좀 더 균일하게 분포될 수 있다. 그러나 실제로는 제품 취급 시 제품 및/또는 포장 부품들이 흔들리는 것을 방지하기 위해 포장 안의 빈 공간을 버블랩(bubble wrap)이나 종이 등의 충진 물질로 채우는 것이 산업 관행이다. 용기 내부의 빈 공간을 이렇듯 충진 물질로 채우게 되면, 대류 흐름이 감소하고, 용기 내부에 온도의 성층화(stratification)가 발생하게 되어, 제품들이 너무 높거나 및/또는 낮은 온도에 노출될 수 있다.
포장 시스템이 회전되면, 보냉 뱅크가 바람직한 위치에서 벗어나게 되어 자연 대류는 더 제한을 받는다. 일 예로, 용기 내부의 상부에 보냉 뱅크가 있는 용기를 회전하면 보냉 뱅크가 용기 내부의 측면이나 바닥으로 이동할 수 있다. 어떤 포장 시스템들은 운송용으로 사용되기도 하는데, 이러한 경우 용기는 이동 시 약 20번 젖혀지거나 및/또는 회전되어 (Dea, 2004), 배송 내내 똑바로 유지될 가능성은 매우 적다. Dea et al.(2006)에서는 전통적인 포장 시스템들이 배송 시 용기가 용기 측에 놓이거나 거꾸로 놓였을 때 제품이 적합한 온도 범위를 경험하는 시간이 60% 정도 감소된다고 보고한 바 있다.
용기 내부에 온도가 더 균일하게 분포되면, 급격한 온도 경사(temperature gradients)가 제거되어, 제품의 온도가 더 잘 보호된다. 또한, 용기 내부에 온도가 더 균일하게 분포되면, 용기 내부에서 보냉 뱅크들이 최적의 효과를 발휘한다. 내부 온도 분포를 최적화함으로써, 보냉 뱅크는 열을 흡수하는 자체 능력을 더 효율적으로 사용하여 제품을 적합한 온도로 유지할 수 있다. 반면에, 온도 분포가 제대로 이루어지지 않으면, 외부 환경으로부터의 열기가 보냉 뱅크의 냉각 소스에 더 많이 전달됨으로써 보냉 뱅크의 효과가 감소한다.
온도 경사를 제거하거나 줄이기 위해, 포장 시스템의 벽에 상 변화 물질들이 첨가되어 왔다. 2008년 2월 12일에 발행된 미국특허출원번호 제7,328,528 및 2010년 12월 14일에 발행된 미국특허출원번호 제 7,849,708에서는 메인 용기 내부에 좀 더 균일한 온도를 제공하기 위해 상 변화 액체(가령 물)로 채워진 벽을 구비한 용기를 기재했다. 벽 안감에 상 변화 물질을 대게 되면 배송 시 포장이 젖혀질 때 발생하는 온도 성층화를 줄일 수 있다. 상 변화 포장 시스템들은 외부 환경과 내부 환경 사이에 추가적인 단열 장벽을 제공하기 때문에 열 보호 기능이 향상된다. 흔하게 사용되는 상 변화 물질로는 물 또는 식물유를 기반으로 하는 물질이 있는데, 이들은 열 전도성이 매우 낮다. 그러나, 상 변화 물질이 제공된 배송 시스템의 경우, 단열 운송 용기 시스템의 비용이 증가하게 되고, 단열 운송 용기의 무게가 증가하여 운송 비용을 증가시킬 뿐만 아니라, 상 변화 물질을 포장 시스템 안에 넣기 전에 적절한 온도로 만들어야 하기 때문에 준비 시간도 더 걸리고, 용기 비용이 증가하기 때문에 용기의 재사용이 요구된다.
이에 따라, 제품이 요구되는 온도 범위를 경험하는 시간을 늘리고 및/또는 요구되는 온도 범위 밖의 온도를 경험하는 시간을 줄이기 위한, 온도에 민감한 제품의 포장 방법 및 장치가 요구된다.
본 발명의 실시 예들은 가령 제품 운송 또는 저장 시 제품을 열적으로 보호함으로써, 제품이 노출되는 온도를 제어하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다. 실시 예들은 제품 및/또는 제품의 일부가 요구되는 온도 범위를 경험하는 시간을 늘리고 및/또는 제품 및/또는 제품의 일부가 요구되는 온도 범위 밖의 온도 및/또는 바람직하지 않은 온도 범위를 경험하는 시간을 줄일 수 있다. 실시 예들은 포장 용기 안에 배치되는 제품 주변 및/또는 근처에 알루미늄 호일 등의 열 전도성 물질을 사용함으로써, 포장 내부의 하나 이상의 지점으로부터 포장 내부의 다른 하나 이상의 지점들로 열기를 전달하도록 할 수 있다. 이러한 열 전도성 물질들은 전도성 이퀄라이저(conductive equalizer)로 일컬을 수 있고, 열도관의 역할을 할 수 있다. 전도성 이퀄라이저들은 다양한 형태, 및 포장 (가령, 호일과 같은 전도성 시트), 강성(rigid) 및/또는 반강성(semi-rigid) 등의 기계적 성질을 가질 수 있다. 전도성 이퀄라이저들은 용기 내부의 더 뜨거운 부분들로부터 용기의 내부의 더 차가운 부분들로 및/또는 냉각하고자 하는 부분들로부터 보냉 뱅크로 전도적으로 열기를 전달할 수 있다. 더 뜨거운 부분들로부터 더 차가운 부분들로 열기를 전달하거나 냉각하고자 하는 부분들로부터 보냉 뱅크로 열기를 전달하게 되면, 제품 주변의 온도 분포가 더 균일해질 수 있다. 실시 예들은 영구적으로 또는 일시적일 수 있으며, 열 전도성이 높은 고 전도성 물질로 전체 또는 일부가 구성된 물질들을 포함할 수 있다. 본 발명의 실시 예들에 대한 설명이 대부분 보냉 뱅크의 사용에 관한 것이지만, 보온 뱅크를 사용하는 실시 예들에도 동일하게 적용되며, 열기가 반대로 전달되는 경우도 마찬가지이다.
특정 실시 예들은 전도성 이퀄라이저들의 전도성이 높은 물질과 보냉 뱅크 간의 직접적인 열 접촉을 일으킨다. 이러한 직접적인 열 접촉에는 가령 열 전도성 물질 또는 구조를 통한 전도성 이퀄라이저들의 보냉 뱅크에 대한 직접적인 물리적 접촉 또는 부착이 포함된다. 특정 실시 예들은 전도성 이퀄라이저들과 보냉 뱅크 간에 직접적인 열 접촉을 일으킴으로써 충분한 열 전달이 전도성 이퀄라이저들과 보냉 뱅크 사이에 이루어져 시스템에서 필요로 하는 열 전달력을 달성한다. 특정 실시 예들은 전도성 이퀄라이저의 고 전도성 물질과 보냉 뱅크 간의 직접적인 접촉을 활용하지 않고 용기와 보냉 뱅크 사이의 열 전달에 의존한다.
실시 예들은 외부 환경으로부터 제품으로의 열 흐름을 줄임으로써 제품이 노출되는 온도를 제어하기 위해 온도에 민감한 제품들의 배치에 단열 운송 용기들을 활용할 수 있다. 실시 예들은 포장의 외부가 특정 온도 또는 온도 프로파일(profile)에 노출되었을 때 온도에 민감한 제품들을 바람직한 시간 동안 가령 2-8℃ 등의 특정 온도 범위 안에 유지할 수 있다. 본 발명에 따른 포장 시스템들은 제품들이 노출되기로 한 온도보다 고온의 환경에서 운송될 수 있어, 단열 용기 밖의 외부 환경으로부터 단열 용기 내부로 전달되는 열기로부터 제품을 보호한다. 이러한 포장 시스템은 단열 용기 밖에서 포장 시스템 안으로 진입하여 온도에 민감한 제품에 도달하는 열기로부터 제품을 보호한다. 탑재화물의 온도가 급격하게 증가하는 것을 막기 위해, 냉 얼음 팩 및/또는 냉장 젤 팩 등의 보냉 뱅크들을 사용해 (용기 외부의) 환경으로부터 용기 안으로 전달되는 열기가 온도에 민감한 제품에 도달하기 전에 흡수할 수 있다. 보냉 뱅크와 온도에 민감한 제품 간의 거리가 먼 경우에도 온도에 민감한 제품이 노출되는 온도를 요구되는 온도 범위 내로 유지하기 위해, 전도성 이퀄라이저를 사용해 열기가 온도에 민감한 제품에 도달하기 전에 보냉 뱅크에 의해 흡수되도록 할 수 있다. 전도성 이퀄라이저는 열 전도성이 높은 물질을 포함하고, 포장의 내부의 하나 이상의 지점들로부터 포장의 내부의 하나 이상의 다른 지점들로 전도적으로 열기를 전달하도록 배치될 수 있다.
본 발명에 따른 단열 용기 시스템들은 또한 자연 대류를 활용해 포장 내부의 열기를 보냉 뱅크로 전달할 수 있다. 포장 내부의 열기를 전달하는데 자연 대류를 사용하는 것의 장점은, 공기 이동이 발생할 수 있도록 용기와 탑재화물 사이에 공기 공극이 존재할 때에는 자연 대류가 더 효과적이라는 것이다. 보냉 뱅크가 제품 위에 있을 때 자연 대류는 가장 효과적이다. 그러나, 보냉 뱅크가 제품 위에 배치되어도, 용기가 포장되면 운송 시 종종 회전되기 때문에, 자연 대류의 효과가 떨어지게 된다. 충진 물질이 종종 용기 안에서 탑재화물 주변에 배치되는데, 이를 통해 포장 안의 탑재화물을 보호하고 이동으로 인한 손상을 줄여준다. 그러나, 충진 물질을 사용하게 되면, 공기가 순환할 빈 공간이 줄어들기 때문에 자연 대류를 감소시키거나 아예 없앨 수 있다. 이에 따라, 포장 내부의 하나 이상의 지점들로부터 포장 내부의 하나 이상의 다른 지점들로 전도적으로 열기를 전달하기 위해 열 전도성이 높은 물질을 사용하는 방법은 포장 내부에서의 대류에 의한 열 전달과 함께 사용할 수 있다.
본 발명의 실시 예들은 가령 추운 날씨 등과 같이 단열 용기 내부보다 외부 환경이 더 추울 때 제품 운송 시 사용할 수 있다. 이러한 실시 예들에서는, 포장 밖의 환경보다 따뜻한 열 뱅크, 가령 실온 젤 팩 등을 사용할 수 있다. 이러한 경우, 열기는 열 뱅크로부터 열 전도성이 높은 전도성 물질을 향해 이동할 것이고, 이는 탑재화물이 차가운 주변 환경으로 열기를 잃는 것을 감소 또는 방지할 수 있게 된다.
도 1a 내지 도 1b는 종래의 단열 용기 시스템을 도시한 것으로, (1)은 사용된 폴리스티렌 단열 용기, (2)는 -20℃ 얼음 팩, 그리고 (3)은 약병이다.
도 2는 전도성 높은 물질로 이루어진 전도성 이퀄라이저(5) 삽입물을 도시한 것으로, (1)은 사용된 폴리스티렌 단열 용기, (2)는 -20℃ 얼음 팩, (6)은 실온 젤 팩, 그리고 (3)은 약병이다.
도 3a 내지 도 3b는 고온 외부 환경에서 상부와 바닥에 두 개의 보냉 뱅크를 사용한, 단열 운송 용기 내부에서의 전도성 이퀄라이저(5)의 열 이동을 도시한 것으로, (1)은 사용된 폴리스트렌 단열 용기, (2)는 -20℃ 얼음 팩, (6)은 실온 젤 팩, 그리고 (3)은 약병이다.
도 4a 내지 도 4b는 저온 환경에서 상부와 바닥에 두 개의 열 뱅크를 사용한, 단열 운송 용기 내부에서의 전도성 이퀄라이저(5)를 통한 열 이동을 도시한 것으로, (1)은 사용된 폴리스티렌 단열 용기, (2)는 -20℃ 얼음 팩, (6)은 실온 젤 팩, 그리고 (3)은 약병이다.
도 5a 내지 도 5c는 본 발명의 일 실시 예(a와 b)의 평면도를 기존의 포장(c)과 비교한 것으로, (1)은 사용된 폴리스티렌 단열 용기, (5)는 전도성 이퀄라이저, 그리고 (4)는 탑재화물이다.
도 6a 내지 도 6b는 본 발명에 따른 일 실시 예를 도시한 것으로, (1)은 사용된 폴리스티렌 단열 용기, (22)는 버블랩 시트, (5)는 전도성 이퀄라이저, (4)는 탑재화물, 그리고 (2)는 -20℃ 얼음 팩이다.
도 7a 내지 도 7d는 본 발명에 따른 일 실시 예를 도시한 것으로, (1)은 사용된 폴리스티렌 단열 용기, (22)는 버블랩 시트, (5)는 전도성 이퀄라이저, (4)는 탑재화물, 그리고 (2)는 -20℃ 얼음 팩이다.
도 8은 본 발명에 따른 일 실시 예를 도시한 것으로, (1)는 사용된 폴리스티렌 단열 용기, (5)는 전도성 이퀄라이저, (4)는 탑재화물, (2)는 -20℃ 얼음 팩, 그리고 (7)는 버블 충진 랩이다. [A]와 [B]는 보냉 뱅크로부터 가장 가까운 지점과 가장 먼 지점을 나타낸다.
도 9는 본 발명에 따른 일 실시 예를 도시한 것으로, (1)는 사용된 폴리스티렌 단열 용기, (5)는 전도성 이퀄라이저, (4)는 탑재화물, 그리고 (2)는 -20℃ 얼음 팩이다. [A]와 [B]는 보냉 뱅크로부터 가장 가까운 지점과 가장 먼 지점을 나타낸다.
도 10a 내지 도 10b는 고온 외부 환경에서 상부와 바닥에 두 개의 보냉 뱅크를 사용한, 단열 운송 용기 내부의 물결 모양 전도성 이퀄라이저(5)에서의 열 이동을 도시한 것으로, (1)은 사용된 폴리스티렌 단열 용기, (2)는 -20℃ 얼음 팩, (6)은 실온 젤 팩, 그리고 (3)은 약병이다.
도 11은 고온 외부 환경에서 상부와 바닥에 두 개의 보냉 뱅크를 사용한, 단열 운송 용기 내부의 핀(fin) 모양 전도성 이퀄라이저 시스템(5)에서의 열 이동을 도시한 것으로, (1)은 사용된 폴리스티렌 단열 용기, (2)는 -20℃ 얼음 팩, (6)은 실온 젤 팩, 그리고 (3)은 약병이다.
도 12는 고온 외부 환경에서 상부와 하부에 두 개의 보냉 뱅크를 사용한, 단열 운송 용기 내부의 봉(rod) 모양 전도성 이퀄라이저 시스템(5)에서의 열 이동을 도시한 것으로, (1)은 사용된 폴리스티렌 단열 용기, (2)는 -20℃ 얼음 팩, (6)은 실온 젤 팩, 그리고 (3)은 약병이다.
도 13은 팔레트 운송(pallet shipper)을 위한, 본 발명에 따른 일 실시 예를 도시한 것으로, (10)은 단열 팔레트 커버 (외부 치수: 1.2m ×1m × 1.2m), (11)은 0.0003m 두께의 알루미늄 시트로 이루어진 전도성 이퀄라이저 (외부 치수: 1.1m ×0.9m × 1m), (9)는 화물(미도시) (외부 치수: 1m ×0.8m × 0.9m), (8)은 -20℃ 얼음 벽돌(10kg), 그리고 (12)는 표준 US 팔레트 (외부 치수: 1.2m ×1m × 0.15m)이다.
도 14는 운송 용기를 위한 본 발명에 따른 일 실시 예를 도시한 것으로, (15)는 단열 EPS 용기 (외부 치수: 0.5m ×0.5m × 0.5m, 벽 두께: 0.05m), (16)은 알루미늄 그물(mesh) 시트로 이루어진 전도성 이퀄라이저 (외부 치수: 0.31m ×0.31m × 0.31m), (13)은 화물(미도시) (외부 치수: 0.3m ×0.3 × 0.3m), 그리고 (14)는 -20℃ 얼음 벽돌(2.5kg)이다.
도 15는 운송 용기를 위한 본 발명에 따른 일 실시 예를 도시한 것으로, (15)는 단열 EPS 용기 (외부 치수: 0.5m ×0.5m × 0.5m, 벽 두께: 0.05m), (17)은 마일러 시트(Mylar sheet) (외부 치수: 0.31m ×0.31m × 0.31m) 상에 0.01m 구리 스트립들로 이루어진 전도성 이퀄라이저, (13)은 화물(미도시) (외부 치수: 0.3m ×0.3 × 0.3m), 그리고 (14)는 -20℃ 얼음 벽돌(2.5kg)이다.
도 16은 운송 용기를 위한 본 발명에 따른 일 실시 예를 도시한 것으로, (19)는 단열 EPS 용기 (외부 치수: 1m ×1m × 1m, 벽 두께: 0.1m), (20)은 알루미늄 시트(두께 1mm)로 이루어진 전도성 이퀄라이저 시스템의 제1 부분, (21)은 구리봉 (직경 0.01) 및 알루미늄 핀(fin)(직경 0.25mm)으로 이루어진 전도성 이퀄라이저 시스템의 제2 부분, (4)는 탑재화물, 그리고 (18)은 드라이아이스 블록(10kg)이다.
도 17은 본 발명에 따른 일 실시 예의 측면도로, (23)은 너비 0.01m의 구리 스트립들을 포함하는 가요성 플라스틱 파우치를 포함하는 전도성 이퀄라이저, (25)는 스티로폼 쿨러 (외부 치수: 12" × 12" × 12", 벽: 0.05m (2") 두께), (24) 지퍼(zipper), 그리고 (26)은 드라이아이스 블록(1kg)이다.
도 18은 운송 용기를 위한 본 발명에 따른 일 실시 예의 측면도로, (23)은 0.01m씩 이격된 너비 0.01m의 구리 스트립들을 포함하는 가요성 플라스틱 파우치를 포함하는 전도성 이퀄라이저, (24)은 지퍼, (25)은 스티로폼 쿨러 (외부 치수: 12" × 12" × 12", 벽: 0.05m (2") 두께), 그리고 (28)은 보온 젤 팩(1kg)이다.
도 19는 운송 용기를 위한 본 발명에 따른 일 실시 예의 측면도로, (27)은 너비 0.03m의 구리 코팅을 포함하는 가요성 플라스틱 테이프를 포함하는 전도성 이퀄라이저, (25)는 스티로폼 쿨러 (외부 치수: 12" × 12" × 12", 벽: 0.05m (2") 두께), 그리고 (26)는 얼음 벽돌(1kg)이다.
본 발명의 실시 예들은 가령 제품 운송 및/또는 저장 시 열을 보호하여 제품들이 노출되는 온도를 제어하는 방법 및 장치에 관한 것이다. 실시 예들은 제품 및/또는 제품의 일부가 요구되는 온도 범위를 경험하는 시간을 증가시키고 및/또는 제품 및/또는 제품의 일부가 요구되는 온도 밖의 온도들 및/또는 원치않는 온도 범위를 경험하는 시간을 줄일 수 있다. 실시 예들은 포장 용기 안에 배치된 제품 주변 및/또는 근처에 위치하는 알루미늄 시트(예: 호일) 등의 열 전도성 물질들을 포함하여, 전도성 물질들이 포장 내부의 하나 이상의 지점들로부터 포장 내부의 하나 이상의 다른 지점들로 열기를 전달하도록 한다. 이러한 열 전도성 물질들은 전도성 이퀄라이저들로 일컬을 수 있으며, 열도관, 집열기, 및/또는 랩 등의 역할을 할 수 있다. 전도성 이퀄라이저들은 다양한 형태와 랩(예: 전도성 시트), 강성 및/또는 반강성 등의 기계적 성질을 가질 수 있다. 전도성 이퀄라이저들은 용기 내부의 더 뜨거운 부분들로부터 용기 내부의 더 차가운 부분들로 전도적으로 열기를 전달할 수 있고 및/또는 냉각하고자 하는 내부의 부분들로부터 보냉 뱅크로 열기를 전달할 수 있다. 더 뜨거운 부분들로부터 더 차가운 부분들로 열기를 전달하거나 냉각하고자 하는 부분들로부터 보냉 뱅크로 열기를 전달하는 것은 제품 주변에 온도가 더 균일하게 분포되도록 한다. 실시 예들은 영구적이거나 일시적일 수 있으며, 전체 또는 일부가 열 전도성이 높은 고 전도성 물질로 이루어진 물질들을 포함할 수 있다. 열 뱅크들은 냉동고에 넣도록 구성된 얼음, 드라이아이스, 젤 등의 상 변화 물질들을 활용할 수 있다. 실시 예들은 또한 활성 냉각 시스템과 함께 내부 환경에서 하나의 지점에서 다른 지점으로 열기를 전달할 수 있다.
특정 실시 예들은 전도성 이퀄라이저들의 열 전도성이 높은 물질과 보냉 뱅크 간에 직접적인 열 접촉을 일으킨다. 이러한 직접적인 열 접촉에는 가령 열 전도성 물질 또는 구조를 통한 전도성 이퀄라이저들의 보냉 뱅크에 대한 직접적인 물리적 접촉 또는 부착이 포함된다. 특정 실시 예들은 전도성 이퀄라이저들과 보냉 뱅크 간에 직접적인 열 접촉을 일으킴으로써 충분한 열 전달이 전도성 이퀄라이저들과 보냉 뱅크 사이에 이루어져 시스템에서 필요로 하는 열 전달력을 달성한다. 특정 실시 예들에서 따르면, 열 뱅크(예: 젤 팩 또는 얼음 팩)가 특정한 근접성 및/또는 직접적인 접촉을 유지할 수 있도록 하는 점착성 코팅(예: POST-IT-NOTE®에 있는 풀과 유사, 자석, 또는 그 외 상호연결 메커니즘)을 전도성 이퀄라이저 및/또는 열 뱅크가 포함할 수 있다. 전도성 이퀄라이저는 제품, 용기 또는 용기의 일부, 열 뱅크, 또는 용기 안의 다른 물질들에 대하여 특정한 지점에 유지될 수 있다. 전도성 이퀄라이저는 열 뱅크의 하나, 둘, 셋, 또는 그 이상의 측면들과 접촉하여 열을 전달력을 높일 수 있다. 전도성 이퀄라이저, 용기 벽들, 또는 그 외 구조는 열 뱅크를 제 위치에 유지하기 위한 칸막이(compartment)를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예는 가령 추운 날씨 등과 같이 단열 용기 내부보다 외부 환경이 더 추울 때 제품 운송 시 사용할 수 있다. 이러한 실시 예에서는, 포장 밖의 환경보다 따뜻한 열 뱅크, 가령 실온 젤 팩 등을 사용할 수 있다. 이러한 경우, 열기는 열 전도성이 높은 전도성 물질을 향해 이동할 것이고, 이는 탑재화물이 차가운 주변 환경에 열기를 빼앗기는 것을 줄이거나 방지할 것이다.
본 발명의 실시 예들은 자연 열 대류와 함께, 또는 자연 열 대류 대신 열 전도를 사용함으로써 탑재화물을 포함하는 용기 내부의 온도를 균일하게 분산시킬 수 있다. 특정 실시 예들은 보냉 뱅크, 실온 뱅크, 또는 보온 뱅크 등의 하나 이상의 열 뱅크들을 포함할 수 있다. 또 다른 실시 예들은 단열 용기를 사용해 탑재화물을 운반할 수 있다. 실시 예들은 전도성이 높은 물질로 이루어진 전도성 이퀄라이저를 포장 안에 포함함으로써 열 전도를 사용할 수 있다. 이때 전도성이 높은 물질은 열 전도성이 높을 수 있다. 전도성이 높은 물질은 보냉 뱅크에 열 전도적으로 연결된 표면적을 가령 적어도 10%, 적어도 20%, 적어도 30%, 적어도 40%, 적어도 50%, 적어도 60%, 적어도 70%, 적어도 80%, 적어도 90%, 적어도 100% 증가시킨다. 전도성 물질은 용기 내부의 열기가 보냉 뱅크로 더 효율적으로 이동하도록 한다. 화물의 전체 또는 일부를 전도성 물질로 감쌈으로써, 포장 시스템, 용기, 벽들로부터의 열기의 적어도 일부, 그리고 포장 내부의 대류 공기로부터의 열기의 적어도 일부는 보냉 뱅크로 전달될 것이다. 특정 실시 예들은 화물(load)의 적어도 10%, 적어도 20%, 적어도 30%, 적어도 40%, 적어도 50%, 적어도 60%, 적어도 70%, 적어도 80%, 적어도 90%, 및/또는 적어도 100%를 전도성 물질로 감싼다. 포장 시스템의 내부 공간은 공기 이동의 부재로 인해 대류 열전도 계수가 일반적으로 낮기 때문에, 전도성 물질을 추가하게 되면, 그로 인한 전도성 표면적 증가와 함께, 냉각 소스를 향한 열의 이동을 증가시키게 된다. 냉각 소스에 더 많은 열을 전달함으로써, 전도성 물질은 보냉 뱅크의 사용을 최적화할 뿐만 아니라 포장 시스템 내부의 온도가 더 균일하게 분포되도록 한다.
보냉 뱅크와 열 전도성 접촉을 하는 표면적을 늘리고, 추가적인 표면적을, 보냉 뱅크와 높이가 다른 용기 내부 영역 안으로 분산시킴으로써, 더욱더 균일한 온도 분포를 비롯한 시스템의 온도 유지 성능을 크게 향상시킬 수 있다. 특정 실시 예에서, 내부 용량이 12리터인 운송 용기의 경우, 보냉 뱅크의 0.05m2가 용기의 내부 용량에 노출되고 전도성 이퀄라이저의 0.20m2가 용기의 내부 용량에 노출되도록 보냉 뱅크와 탑재화물을 감싸도록 추가된 전도성 물질로 인해, 보냉 뱅크로 노출되는 표면적 또는 보냉 뱅크와 열 전도성 접촉을 하는 표면적이 0.05m2 에서 0.25m2로 늘어날 수 있다. 특정 실시 예들에 따르면, 용기의 내부 용량에 노출된 전도성 이퀄라이저의 면적에 대한 용기의 내부 용량에 노출된 보냉 뱅크의 면적의 비율이 적어도 1, 적어도 2, 적어도 3, 적어도 4 및/또는 적어도 5이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예를 도시한 것으로, 고온 외부 환경에서 용기에 사용하도록 설계된 전도성 높은 물질로 이루어진 포장 삽입물을 포함한다. 도 2에서는 본 발명의 일 실시 예에 있어서의 열 전달 및 열 이동 또한 도시하고 있다. 도 3a는 고온 외부 환경에서 용기에 사용하도록 설계된, 전도성 높은 물질로 이루어진 전도성 이퀄라이저와 상부에 배치된 하나의 보냉 뱅크와 바닥에 배치된 또 다른 하나의 보냉 뱅크, 즉 두 개의 보냉 뱅크를 포함하는 일 실시 예를 도시한 것이다. 도 3b는 도 3a에서 도시된 실시 예에 대한 열 전달 및 열 이동을 도시한 것이다. 도 2 및 도 3b는 각각 상부에 하나의 보냉 뱅크를 사용하는 운송 용기를 위한 전도성 물질에서의 열의 이동, 그리고 바닥에 하나의 또 다른 보냉 뱅크를 사용하는 운송 용기를 위한 전도성 물질에서의 열의 이동을 도시한 것이다. 도 2에서도 그러한 열 전달 및 상부, 바닥, 그리고 두 측면으로부터의 열의 이동을 도시하고 있고, 도 3b는 용기의 상부, 바닥, 및 일측면으로부터의 열 전달 및 열 이동을 도시한 것으로, 단열 용기의 벽들, 실온 팩, 그리고 탑재화물이 도시되었다. 반대측도 대칭적인 열 전달 및 열 이동이 있는 것으로 간주한다.
도 4a 및 도 4b 는 추운 환경에서, 전도성 이퀄라이저 삽입물, 및 탑재화물 상부와 탑재화물 하부에 각각 하나씩 배치된 두 개의 열 뱅크를 포함하는 일 실시 예에 대한 열 전달 및 열 이동을 도시한 것이다. 이 실시 예에서, 열 뱅크들은 보냉 뱅크 또는 실온 뱅크일 수 있다. 도 4b에서는, 단열 용기는 도시되지 않았고, 열 전달과 열 이동이 용기의 상부, 바닥, 그리고 일측면에서 도시되고 있으며, 열 전달과 열 이동은 양측이 서로 대칭을 이룬다. 열 전도성은 W/m-k 단위의 물질 속성이다. 특정 실시 예들에서는, 물질의 열 전도성이 제품을 요구되는 온도 프로파일로 유지하는데 필요한 열 전달을 달성할 수 있을 정도로 충분히 높으며, 이때 열 전도성은 단위 시간당 면적 A와 두께 L의 판(plate)을 통과하는 열의 양을 나타내며, 단위는 W·K로, 1도 켈빈(Kelvin) 온도 차이가 있으면, 단위는 W·K-1가 되고, 이때 W는 와트이고, K- 1는 역 켈빈이다. 열 전도성이 더 높은 물질들은 열을 더 빨리 전달할 수 있으며, 이에 따라 온도에 민감한 제품에 열이 도달할 가능성을 감소시킨다. 실시 예들은 적어도 10 W/m-K, 적어도 50 W/m-K, 적어도 100 W/m-K, 적어도 150 W/m-K, 및/또는 적어도 200 W/m-K의 열 전도성을 갖는 물질들을 사용한다. 물질(들)의 열 전도성, 전도성 물질(들)의 표면적, 전도성 물질(들)의 두께, 그리고 단열 물질(들)과 전도성 물질(들)의 결합 사용 등 보냉 뱅크로 열을 전달하든, 보냉 뱅크로부터 열을 빼앗든 간에 다양한 열 전달률 또는 다양한 열 전도율을 달성하기 위한 다양한 조절 가능한 변수들이 존재한다. 본 발명의 실시 예들에서 활용할 수 있는 열 전도성을 갖는 물질들의 예로는 스테인리스 스틸 (15 W/m-K), 알루미늄 (205 W/m-K), 알루미늄 호일 (235 W/m-K), 구리 (400 W/m-K), 그리고 은 (429 W/m-K)이 포함된다. 그외 물질들도 사용할 수 있다.
따라서, 본 발명의 실시 예들에 있어서, 열이 흡수된 곳으로부터 보냉 뱅크로의 전도성 이퀄라이저의 열 전도율 (W/K)은 전도성 이퀄라이저에서 열이 흡수된 위치에 따라 다양할 수 있으며, 특히, 전도성 이퀄라이저에서 열이 흡수된 지점으로부터 전도성 이퀄라이저를 통해 보냉 뱅크로 이동한 거리에 크게 영향을 받는다.
도 5a에서와 같이 TC의 열 전도성을 갖는 물질 시트를 구비한 전도성 이퀄라이저의 경우, 전도성 이퀄라이저에 직접적으로 열 전도적으로 연결된 시트의 전단부로부터 시트의 후단부까지의 길이, L,을 갖고, 두께는 T, 너비는 W이며, 전단부로부터 후단부까지의 열 전도율은 TC × w × T/L이다. 특정 실시 예에서는, L이 0.05m와 2m의 범위 안에 포함된다. 또 다른 특정 실시 예에서는, 유효 열 전도율이 적어도 0.003 W/K이며, 여기서 W는 와트이고 K는 켈빈온도이다. 다른 실시예에서, L은 0.05 m 내지 2m이고, T는 0.000001m 이상이다. 또 다른 실시예에서, L은 0.05 m 내지 2m이고, T는 0.000001m 이상이며, T/L은 0.0002 내지 0.000005 이며, 유효 열 전도율은 적어도 0.003 W/K이며, W는 와트이고 K는 켈빈온도이다. 실시 예들은 열 뱅크에 열적으로 연결된 복수의 시트 또는 그 외 연장부를 포함할 수 있다. 실시 예들은 적어도 0.003 W/K, 적어도 0.004 W/K, 적어도 0.005 W/K, 적어도 0.006 W/K, 적어도 0.007 W/K, 및/또는 적어도 0.008 W/K의 유효 열 전도율을 가질 수 있다.
시트는 다양한 너비와 두께로 동일한 유효 열 전도율을 달성할 수 있다. 시트 너비가 넓으면 화물의 더 많은 표면적을 감쌀 수 있으므로 (즉, 화물과 용기의 내부 환경의 일부 사이에 배치된다 (반드시 접촉하는 것은 아님)) 열 흡수 표면적도 넓어지나, 두께가 두꺼울수록 시트의 바람직한 열 전도율을 유지하는 것이 어려워진다. 시트의 두께가 두꺼워지면 내구성이 좋아질 수도 있다. 물론, 전도성 이퀄라이저는 L, w. 및/또는 유효 열 전도율의 범위 안에 들면서도 다른 다양한 연장된 형태의 전도성 이퀄라이저가 사용될 수 있다.
특정 실시 예들에 따르면, 열 전도성이 높지 않은 물질을 포함하는 시트 연장부가 전도성 이퀄라이저에 형성될 수 있다. 여기서, 열 전도성이 높지 않은 물질은 가열된 유체가 화물로 전달되는 것은 차단하나 열은 크게 흡수하지 않는 것이다. 이러한 물질은 CE의 성능을 향상시킬 수 있다. 이러한 시트 연장부들, 또는 다른 형태의 연장부들은 전도성이 높은 물질로 된 스트립들을 포함할 수 있다.
열 전도율이 205 W/m-K이어서 두께가 16 마이크론인 알루미늄 호일 시트에 있어서, 상기 시트를 통한 열 전도율은 205 W/m-K ＊0.000016 m = 0.00328 W/K (알루미늄 호일 1 평방 미터당)이고, 두께가 16 마이크론인 알루미늄 호일 시트의 너비가 10 cm이고 길이가 0.5m이면, 호일의 일단부(즉, 열이 흡수된)로부터 타단부(즉, 보냉 뱅크와 열 접촉된)까지의 열 전도율은 205 K/m-K ＊ (0.000016m ＊ 0.1m)/0.5 m = 0.000656 W/K이다. 물론, 열은 호일의 표면적 전체에 흡수될 수 있기 대문에, 열 전도율은 열이 흡수된 지점에 따라 달라질 수 있다.
예비 테스트를 실시한 특정 실시 예들의 경우, 패키징 시스템의 효율성에 있어 상당한 개선을 보였다. 표 1은 보냉 뱅크와 열 전도적으로 접촉하는 표면적을 늘리기 위해 전도성 물질을 사용한 경우와 사용하지 않은 경우로 나누어 세 가지 유형의 단열 패키징 시스템을 테스트한 결과를 나타낸다. 전도성 물질은 두께가 0.016 mm인 알루미늄 호일을 사용했다. 특정 실시 예들은 두께가 적어도 0.01 mm, 적어도 0.011 mm, 적어도 0.012 mm, 적어도 0.013 mm, 적어도 0.014 mm, 적어도 0.015 mm, 적어도 0.016 mm, 적어도 0.017 mm, 적어도 0.018 mm, 적어도 0.019 mm, 적어도 0.02 mm, 적어도 0.03 mm, 적어도 0.032mm, 0.016 mm 미만, 0.011 mm 미만, 및/또는 0.2 mm 미만일 수 있다. 또한, 알루미늄 호일은 전도율이 충분히 높다는 가정하에, 가요성을 갖거나, 무광택 처리되거나, 및/또는 검정색으로 마감될 수 있다. 전도성 물질은 온도에 민감한 제품인 10mL 약병 두 개와 보냉 뱅크를 감싸도록 배치되었다. 젤 팩과 얼음 팩의 조합으로 구성된 조합은 다른 패키징 시스템에 사용했다.
30℃에 노출되었을 때 2-8℃ 범위에서 제품이 유지된 시간(h)
전도성 이퀄라이저 사용 안함 전도성 이퀄라이저 사용
패키징 시스템#1 49.5 시간 58.5 시간
패키징 시스템#2 34 시간 44 시간
패키징 시스템#3 59 시간 72 시간
보냉 뱅크를 상부에 배치한 단열 용기가 옆으로 놓이게 되는 경우는 운송 시 흔하게 나타나는데, 표 2에서 볼 수 있는 바와 같이, 이때 전도성 높은 이퀄라이저 시스템(알루미늄 전도성 이퀄라이저)의 효과를 알 수 있다.
옆으로 놓였을 때 2-8℃ 범위에서 제품이 유지된 시간(h)
전도성 이퀄라이저 사용 안함 전도성 이퀄라이저 사용
패키징 시스템 22 시간 38 시가
전도성 물질의 표면적 크기가 패키징 시스템의 열 효율에 영향을 미친다. 표 3은 전도성 물질을 사용하지 않은 경우의 패키징 시스템, 전도성 물질이 탑재화물을 완전히 감싼 경우의 패키징 시스템, 그리고 전도성 물질이 탑재화물을 30% 감산 경우의 패키징 시스템의 요구되는 온도에서의 유지 시간을 비교한 것이다.
전도성 물질로 감싸는 표면적을 줄였을 때 2-8℃ 범위에서 제품이 유지된 시간(h)
전도성 이퀄라이저 사용 안함 전도성 이퀄라이저로 100% 감쌈 전도성 이퀄라이저로 30% 감쌈
패키징 시스템 27 시간 34 시간 31 시간
본 발명의 실시 예들에 따라 열 전도성 높은 이퀄라이저의 사용을 실행할 방법은 다양한다. 전도성 이퀄라이저는 강성, 반강성, 또는 가요성을 가질 수 있다. 본 발명의 실시 예들은 또한 하나 이상의 종래의 패키징 시스템에 포함되는 전도성 삽입물일 수 있고, 또는, 패키징 시스템 제조 과정 중에 패키징 시스템 안에 내장될 수 있다. 본 발명의 실시 예들은 통신 판매 시 파우치 시스템에서 전도성 높은 이퀄라이저를 사용하는 경우, 아이스박스(ice chest) 등의 단열 용기, 도시락 박스, 및/또는 처방전 박스 캐리어 등, 그리고 단열 팔레트 화물 시스템 등의 대형 단열 운송 시스템 등에 적용될 수 있으나, 여기에 제한되지 않는다. 전도성 물질은 화물의 전체 또는 일부를 감쌀 수 있다. 특정 일 실시 예는 두 개의 호일 밴드를 사용하는데, 이때 호일 밴드의 길이 방향 축들이 서로 적어도 30°, 적어도 45°, 적어도 60°, 적어도 75°, 및/또는 약 90°의 각도를 형성하는 평면상에 있도록 제품을 감싼다.
본 발명의 특정 실시 예들은 용량이 적어도 0.028m3, 적어도 0.056m3, 적어도 0.085m3, 적어도 0.113m3, 적어도 0.141m3, 적어도 0.283m3, 적어도 0.425m3, 적어도 0.566m3, 적어도 0.708m3, 적어도 0.850m3, 적어도 0.99m3, 적어도 1.13m3, 적어도 1.27m3, 적어도 1.42m3, 적어도 1.56m3, 적어도 1.7m3 및/또는 적어도 1.81m3인 용기들을 사용한다. 특정 일 실시 예는 팔레트 상에 제품을 운송하기 위한 팔레트 운송 장치로 사용될 수 있다. 이러한 팔레트는 가로 세로가 약 1.2m ×1.2m, 화물의 높이는 약 1.2m로, 약 1.81m3의 부피를 형성하고, 이때 적어도 하나의 보냉 뱅크 (또는 보온 뱅크)는 패키징 내부와 보냉 뱅크(또는 보온 뱅크) 사이에서 전도적으로 열을 전달하는 적어도 하나의 열도관과 열 접촉한다. 제품을 감싸는 외부 커버는 제품과 보냉 뱅크(또는 보온 뱅크) 사이, 그리고 패키징 밖의 환경으로부터 단열 기능을 할 수 있는 다양한 종류의 물질일 수 있다. 또 다른 추가적인 특정 실시 예는 가로 세로가 1.2m × 1.2m이고 길이 2.4m인 항공 화물을 위한 쿠키 시트(cookie sheet)와 함께 구현될 수 있다. 그 외 다른 크기로도 구현 가능하다.
특정 실시 예들은 금속 호일 등과 같이 부피 대 표면적 비율이 높은 전도성 이퀄라이저들을 사용한다. 이러한 방식으로, 넓은 표면적은, 열이 전도성 이퀄라이저가 배치된 패키지 내부로부터 전도성 이퀄라이저들로 용이하게 전달되도록 한다. 전도성 이퀄라이저의 높은 열 전도성은 패키징의 내부로부터 전도성 이퀄라이저들로 전달된 열이 보냉 뱅크로 전도적으로 열을 전달함으로써, 온도에 민감한 이퀄라이저들로 전달된 열을 감소시킨다. 여기서 설명이 주로 보냉 뱅크에 대한 것이지만, 보온 뱅크로부터 열이 흘러 전도성 이퀄라이저들을 통해 전도성 이퀄라이저들이 배치된 패키징의 내부로 흐르는 보온 뱅크를 사용하는 실시 예들에도 적용된다.
실시 예들은 보냉 뱅크가 액체 질소, 드라이아이스, 및/또는 얼음을 활용하는 냉동 운송을 위한 온도 범위에서 2-8℃의 온도 범위 안에 제품을 유지할 수 있고, 및/또는 가령 실온 제어(controlled room temperature, CRT) 제품 운송 시, 0 내지 30℃의 온도 범위를 유지할 수 있다.
특정 실시 예들은 뚜껑이 달린 단열 용기, 및 용기 내부의 바닥에 인접하게 배치되어 용기 내부 바닥으로부터 상부를 향하는 하나 이상의 금속 호일 전도성 이퀄라이저들을 사용할 수 있다. 용기는 스트리폼, 폴리우레탄, 에어로겔, 또는 VIP 등 다양한 단열 물질을 사용할 수 있다. 보냉 뱅크는 용기 내부에서 전도성 이퀄라이저 아래 또는 바람직하게는 전도성 이퀄라이저 위에 배치될 수 있고, 그러면 제품은 보냉 뱅크 위에 배치되고, 전도성 이퀄라이저는 보냉 뱅크 위로 연장형성될 수 있고, 바람직하게는 제품이 있는 높이까지 연장형성될 수 있고, 더 바람직하게는 제품 위로 연장형성될 수 있고, 그보다 더 바람직하게는 제품 위로 접힐 수 있다. 도 5a 내지 도 5b에서 도시한 실시 예에서는, 전도성 이퀄라이저들이 제품 높이보다 높게 연장형성되어 전도성 이퀄라이저가 제품 위로 접힌다 (중앙). 도 5c에서 우측 사진은 전도성 이퀄라이저가 없는 현재 패키징을 도시한 것이다. 도 5의 실시 예들에서는 스티로폼 뚜껑을 배치하여 패키징을 마칠 수 있다.
도 6a 내지 도 6d에서 도시한 본 발명의 일 실시 예에서는, 전도성 이퀄라이저들이 용기 안에 배치되어 (도 6a), 용기의 바닥과 전도성 이퀄라이저들 상에 배치된 제품 사이에 위치하고 (도 6a 내지 도 6b), 버블 랩이 화물 위에 배치되어, 보냉 뱅크 및 버블랩 시트 위로 접힌 전도성 이퀄라이저와 직접 접촉하는 것을 막고 있으며 (도 6b), 보냉 뱅크가 전도성 이퀄라이저 위에 배치되어 있고 (도 6c 내지 6d), 보냉 뱅크가 상부에 배치되어 전도성 이퀄라이저와 직접적인 열 접촉을 하고 있다. 또는, 전도성 이퀄라이저들이 버블랩과 보냉 뱅크 위에서 접힘으로써 보냉 뱅크(미도시)의 상부와 직접적인 열 접촉을 할 수 있다. 그런 다음에는, 용기 위에 뚜껑을 닫아서 패키징을 완성할 수 있다. 전도성 이퀄라이저들은 제품의 약 69%를 감싸는 것으로 추정된다.
도 7a 내지 도 7d는 제품과 스티로폼 용기 바닥 사이에 배치되고, 용기의 측면을 따라 제품, 버블랩, 및 보냉 뱅크 위로 연장형성된 두 개의 전도성 이퀄라이저를 사용한 실시 예를 도시하고 있다 (도 7a 내지 도 7c).
도 7d에서는 전도성 이퀄라이저들이 버블랩 위에서 접히고, 제품과 보냉 뱅크는 열도관 위에 배치됨으로써 전도성 이퀄라이저들과 직접적인 열 접촉을 한다. 또는, 보냉 뱅크는 버블랩 위에 배치되고 열도관이 보냉 뱅크 위에서 접혀서 보냉 뱅크와 열 접촉할 수 있다. 또 다른 대안적인 실시 예들에서는, 하나 이상의 전도성 이퀄라이저들이 보냉 뱅크 아래에 배치되고, 하나 이상의 전도성 이퀄라이저들이 보냉 뱅크 위에 배치된다.
또 다른 추가적인 실시 예들에서는, 전도성 이퀄라이저들이 용기의 바닥과 측면에 배치되거나, 용기의 바닥 및 측면의 일부에 배치될 수 있다. 이러한 실시 예는 보냉 뱅크를 용기의 바닥에 배치함으로써 보냉 뱅크과 전도성 이퀄라이저 간에 직접적인 열 접촉이 이루어지도록 할 수 있다. 선택적으로, 상부는 금속 호일과 같은 열 전도성이 높은 물질을 포함할 수 있다. 보냉 뱅크가 용기 위에서 열 전도성이 높은 물질과 열 접촉해야 한다면, 상부의 열 전도성이 높은 물질이 보냉 뱅크와 직접 열 접촉하기 위한 메커니즘, 및 상부의 열 전도성 높은 물질로 전도성 이퀄라이저들을 열 접촉시키기 위한 메커니즘(가령 뚜껑을 닫으면 이러한 접촉이 이루어진다)이 있을 수 있다. 그 외에도, 용기의 안감으로 삽입하여 열도관의 역할을 하도록 하는 변형도 있을 수 있다.
본 발명의 실시 예들은 주로 전도와 대류에 의한 열 전달 원리를 바탕으로 한다.
어떤 탑재화물 제품들은 규정 때문에, 또는 품질 유지를 위해 특정 온도 범위 안에서 유지되어야 한다. 이러한 탑재화물 제품의 운송 시에는, 0.014m3 내지 3.4m3의 부피 범위를 갖는 단열 용기 안에 배치되는 것이 일반적이다. 외부 환경이 제품 온도와는 다른 온도인 경우, 보냉 뱅크(가령 얼음, 얼음 팩, 드라이아이스 등)가 흔하게 사용된다. 보냉 뱅크는 용기의 벽들에서 오는 열이 용기 안의 제품들까지 도달하기 전에 그 열을 흡수하도록 설계된다. 그러나, 때로는 보냉 뱅크가 열을 흡수하기 전에 열이 탑재화물에 도달하기도 한다. 대부분의 용기는 그 안에 버블 랩, 종이, 또는 에어 백 등의 충진 물질이 단열재와 탑재화물 사이에 배치되기 때문에 전도에 의한 열 전달률이 낮다.
본 발명의 실시 예들은 밖으로부터 침투하는 열을 포착(흡수)하고, 특정 온도 또는 특정 온도 범위 안에 유지되어야 하는 탑재화물에 그 열이 도달하기 전에 열을 보냉 뱅크로 전달하는 것을 목적으로 한다. 밖으로부터 침투하는 열을 흡수하고 열을 보냉 뱅크로 전달하기 위해, 하나 이상의 집열기가 벽들과 탑재화물 사이에 배치될 수 있다. 이때, 집열기들은 열을 흡수해서 열이 탑재화물에 도달하지 못하도록 하는 대신 열을 보냉 뱅크로 전달할 것이다. 전도성 이퀄라이저들의 네트워크의 품질은 탑재화물으로의 열 침투를 줄이고, 탑재화물의 온도 변화를 줄이고, 고온 지점과 저온 지점들을 최소화하고, 보냉 뱅크의 사용을 최적화하는 전도성 이퀄라이저들의 네트워크의 능력에 의해 측정될 것이다.
본 발명의 실시 예들은 전도성 물질로 이루어진 구성 요소들을 사용하는 전도성 이퀄라이저 시스템을 사용할 수 있다. 이 시스템은 열이 탑재화물으로부터 떨어져 보냉 뱅크를 향해 이동하도록 함으로써 탑재화물을 보호할 수 있는 단일 또는 다수의 물질들을 사용할 수 있다.
벽에서 들어오는 열은 전도 (벽을 직접 접촉하는 경우), 대류 (벽과 집열기 사이에 틈이 있는 경우), 또는 방사 (벽에서 열을 방출하는 경우) 등을 통해 전도성 이퀄라이저 시스템에 의해 포착된다. 일반적으로 방사로 인한 열은 최소량으로서 탑재화물에 의한 열 흡수에 큰 영향을 주지 않는다. 그러나, 전도와 대류로 인한 열은 클 수 있다. 본 발명의 전도성 이퀄라이저 시스템의 실시 예들의 주요 특징은 노출되는 집열기의 표면적이다. 전도성 이퀄라이저 시스템의 표면적을 늘림으로써 열 전달률을 증가시킬 수 있다. 이러한 시스템에 의해 열이 일단 포착되면 열은 전도에 의해 보냉 뱅크로 전달된다. 전도성 이퀄라이저 시스템은 집열 시스템을 통해 열을 보냉 뱅크로 최대한 빨리 전도할 수 있는 전도성 높은 물질들로 이루어지는 것이 중요한다. 전도성 이퀄라이저 시스템을 통해 이동하는 열의 속도와 양은 전도성 이퀄라이저 시스템의 단면적(보통 두께로 일컬음) 뿐만 아니라 시스템을 구성하는 물질들의 열 전도성에 달려 있게 된다.
기본적인 집열기 시스템의 일 예는, 제품들(화물)에 의해 노출되는 전체 표면적을 감싸는 전도성 높은 물질(알루미늄 또는 구리)이다. 여기서 적어도 하나의 섹션은 보냉 뱅크(얼음, 드라이아이스, 젤 아이스, 또는 얼음 팩)에 연결된다. 이를 통해, 단열 용기를 침투하는 모든 열은 전도성 이퀄라이저 시스템에 의해 포착되어 제품들(화물)에 도달하기 전에 보냉 뱅크로 전달된다. 전도성 이퀄라이저 시스템의 표면적은 그것을 구성하는 물질들의 열 전도성에 따라 조절될 수 있다. 특정 실시 예들에서는, 전도성 이퀄라이저가 제품들(화물)의 표면적 전체를 감싸지 않고, 또 다른 실시 예들에서는, 물결모양(ripples)이나 핀(rins)을 사용해 유효 표면적을 늘림으로써 전도성 이퀄라이저 시스템의 표면이 증대된다.
열 전도성 이퀄라이저는 단순한 판(시트)(도 2a), 물결 모양 시트(도 10a 내지 도 10b), 또는 봉이나 판에 연결된 매우 복잡한 핀 네트워크(도 11 및 도 12)로 설계될 수 있다. 도 12에서는, 열 전도성 이퀄라이저 시스템이 알루미늄 핀 및 구리 봉 등 다수의 물질들의 조합 또는 하나의 물질로 이루어질 수 있다.
예 1( 보냉 뱅크의 사용 최적화)
이 실험에서는, -20℃로 조절된 0.68 kg 얼음 팩을 구비한 0.028 m3, 두께 25.4 mm의 EPS 용기를 사용했다. 세 가지 단열 패키징 시스템을 실험했다: 종래 일반적인 구성 대 본 발명의 따른 실시 예로 탑재화물과 보냉 뱅크(2 개의 10ml짜리 약병, 하나는 0.68 kg 얼음 팩으로 상부에 배치됨)를 두께가 0.016 mm인 알루미늄 전도성 이퀄라이저 시트를 사용해 탑재화물 표면적의 100%를 감싼 경우, 그리고 똑같이 두께 0.016 mm의 알루미늄 전도성 이퀄라이저 시트를 사용해 탑재화물 표면적의 30%를 감싼 경우를 실험했다. 표면적을 줄이는 것 또한 전도성 물질 포장 시스템의 열 효율에 있어 중요한 역할을 할 수 있다. 아래 표 4에서 볼 수 있는 바와 같이, 상부에 보냉 뱅크를 사용한 종래의 단열 용기는 30%의 총 표면적 알루미늄 전도성 이퀄라이저 시트를 사용해 개선이 가능하고, 총 표면적을 100% 감싸는 경우에는 더욱 더 개선되어 상당한 혜택을 가져온다.
부분 표면 포장 시스템 사용 시 2-8℃ 범위에서 제품이 유지된 시간(h)
전도성 이퀄라이저 사용 안함 100% 표면 전도성 이퀄라이저 30% 표면 전도성 이퀄라이저
27 시간 34 시간 31 시간
특정 실시 예들에서는, 전도성 이퀄라이저 시스템의 외부 표면적이 탑재화물(제품들)의 외부 표면적의 적어도 10%, 적어도 20%, 적어도 30%, 적어도 40%, 적어도 50%, 적어도 60%, 적어도 70%, 적어도 80%, 적어도 90%, 및/또는 100%이다. 특정 일 실시 예에서는, 외부 표면적이 탑재화물들의 외부 표면적의 적어도 20%이다.
예 2 (화물 내부의 온도차 줄임)
단열 용기: 외부 치수 292 mm × 228 mm × 336 mm인 EPS 38mm 벽
화물: 24℃로 조절된 127 mm × 178 mm × 203 mm (7 개의 기충진된 주사기(각각 2ml) 및 4 개의 약병(각각 5ml) 포함)
보냉 뱅크: -20℃로 조절된 0.45 kg짜리 얼음 팩(2)이 상부에 배치됨
전도성 이퀄라이저 시스템: 127 mm × 178 mm × 203 mm (상자와 같은 외부층)
전도성 이퀄라이저 물질들:
A. 두께 0.05 mm의 LDPE 필름 (열 전도성: 0.33 W/(m-k)]
B. 두께 0.05mm의 마일라 반사 필름(Mylar reflective film) (열 전도성: 0.15 W/(m-k)
C. 두께 0.016mm의 알루미늄 시트 (열 전도성: 205 W/(m-k)
D. 두께 0.3mm의 알루미늄 시트 (열 전도성: 205 W/(m-k)
E. 두께 0.3mm의 강판 시트 (steel sheet) (열 전도성: 43 W/(m-k)
F. 두께 0.3mm의 구리 시트 (열 전도성: 401 W/(m-k)
빈 공간 충진 물질: 버블랩(bubble wrap) LDPE (도 8)
결과:
24℃에 노출 시 12시간 후의 위치 1과 위치 2의 온도(℃)
전도성 이퀄라이저 종류 위치 1 위치 2 온도차
A 6.6 14.9 8.3
B 7.9 14.1 6.2
C 6.2 11.1 4.9
D 4.3 7.5 3.2
E 5.5 10.5 5.0
F 4.3 5.6 1.3
특정 실시 예들에서는, 집열기의 열 전도성의 총합이 적어도 40 W/(m-k)이다. 또 다른 실시 예들에서는, 전도성 이퀄라이저 물질들의 열 전도성의 총합이 적어도 30 W/(m-k), 적어도 50 W/(m-k), 및/또는 적어도 60 W/(m-k)이다.
특정 실시 예들에서는, 전도성 이퀄라이저 시스템 시트의 두께에 그것의 열 전도성 총합을 곱하면 적어도 0.00328 W/m이 되고, 205 W/(m-k)＊0.000016m = 0.00328 W/K이다. 또 다른 실시 예들에서는, 전도성 이퀄라이저 시스템 시트의 두께에 그것의 열 전도성 총합을 곱하면 적어도 0.00300 W/K, 적어도 0.00400 W/K, 및/또는 적어도 0.00350 W/K이다.
예 3 (화물 안의 온도차 줄임)
단열 용기: 외부 치수 203 mm × 203 mm × 203 mm인 EPS 25.4 mm 벽
화물: 24℃로 조절된 152 mm × 152 mm × 76 mm (4 개의 약병(각각 5ml))
보냉 뱅크: -20℃로 조절된 0.45 kg짜리 얼음 팩이 상부에 배치됨
전도성 이퀄라이저 시스템: 152 mm × 152 mm × 76 mm (상자와 같은 외부층)
전도성 이퀄라이저 물질들:
A. 두께 0.05 mm의 LDPE 필름 (열 전도성: 0.33 W/(m-k)
B. 두께 0.3mm의 알루미늄 시트 (열 전도성: 205 W/(m-k)
C. 두께 0.3mm의 구리 시트 (열 전도성: 401 W/(m-k)
빈 공간 충진 물질: 버블랩(bubble wrap) LDPE (도 9)
결과:
24℃에 노출 시 12시간 후의 위치 1과 위치 2의 온도(℃)
전도성 이퀄라이저 종류 위치 1 위치 2 온도차
A 6.3 10.5 4.2
B 7.1 10.0 2.9
C 6.4 9.9 2.5
특정 일 실시 예에서는, 보냉 뱅크가 탑재화물의 가장 먼 지점에서 적어도 70 mm 떨어져 있다. 또 다른 실시 예들에서는, 보냉 뱅크가 탑재화물의 가장 먼 지점에서 적어도 50 mm, 적어도 60 mm, 적어도 80 mm, 및/또는 적어도 90 mm 떨어져 있다.
탑재화물 용도:
본 발명의 실시 예들로부터 혜택을 보게 될 탑재화물들에는 부패할 수 있는 식품, 생산물, 의약품, 바이오 의약품, 생물제재, 혈액 제품, 시험체(test specimen) 등과 같이 특정 온도를 유지해야 하는 모든 것이 포함될 수 있으나, 여기에 제한되지는 않는다.
그외 적용 분야:
전도성 물질은 다양한 크기와 용도로 사용될 수 있다.
전도성 물질 자체는 다음과 같이 다양할 수 있다.
· 구리나 알루미늄과 같은 전도성 물질로 만들어진 그물(mesh)
· 구리나 알루미늄과 같은 전도성 물질로 된 스트립(strips)
· 구리나 알루미늄과 같은 전도성 물질로 만들어진 봉(rods)
· 구리나 알루미늄과 같은 전도성 물질로 만들어진 핀(fin) 시스템
· 상기 전도성 물질들의 조합도 가능
· 골이 지게 짠 형태(ribbed)
· 물결 형태(Wavy)
· 합금도 전도성이 있으면 사용 가능
온도 범위:
온도에 민감한 탑재화물 제품들이 이 시스템에서 운송될 수 있다. 제품들이 유지해야 할 온도 범위에는 다음이 포함된다:
· 1.5-8.5℃
· -25-0℃
· 8.5-15.5℃
· 19.5-25.5℃
· 0-30℃
· 14.5-35.5℃
· 0-5℃
· 10-13℃
본 발명의 실시 예들을 사용할 수 있는 운송 모드들에는 다음이 포함된다:
· 냉장 트럭(refrigerated trailer)
· 비냉장 트럭(non-refrigerated trailer)
· 냉장 해상 컨테이너(refrigerated sea container)
· 비냉장 해상 컨테이너(non-refrigerated sea container)
· 패시브 비행선 컨테이너(passive air ship container)
· 액티브 비행선 컨테이너(active air ship container)
· FedEx, UPS, USPS 등의 제3 소포 캐리어
· FedEx, UPS, USPS 등의 제3 화물 캐리어
· 화물 운송업체(freight forwarder)
· 비냉장 창고에 임시 저장(temporary storage in a non-refrigerated warehouse)
· 냉장 창고에 임시 저장(temporary storage in a non-refrigerated warehouse)
다음과 같은 다양한 구조로 전도성 물질을 배치할 수 있다. 그러나 여기에 제한되지 않는다.
· 탑재화물을 전체 또는 일부 감싸는 구조로 배치
· 단열 물질 내부 안감에 배치
· 냉각 소스의 상부에 배치
· 냉각 소스의 하부에 배치
· 단열재의 모서리들에 배치
· 탑재화물의 모서리들에 배치
· 탑재화물의 상부에 배치
· 탑재화물의 바닥에 배치
· 탑재화물의 측면 또는 측면들에 배치
· 연결 피스들을 구비하고 상부와 바닥에 배치
· "X"와 같은 패턴으로 배치
· 상기의 조합으로 배치
다음은 본 발명의 몇 가지 변형 예들을 기재한 것이다. 그러나, 이러한 특정한 파라미터들을 제한할 목적으로 쓰인 것은 아니다.
도 13에 도시된 바와 같은, 알루미늄 시트(두께 0.0003m)로 이루어진 전도성 이퀄라이저를 사용한 팔레트 운송물
도 14에 도시된 바와 같은, 그물 알루미늄 시트로 이루어진 전도성 이퀄라이저를 사용한 EPS 용기
도 15에 도시된 바와 같은, 마일러 시트 상에 다수의 0.01m 구리 스트립들로 이루어진 전도성 이퀄라이저를 사용한 EPS 용기
도 16에 도시된 바와 같은, 두께 0.1m의 알루미늄 시트 두 개와 알루미늄 핀들(직경 0.025m)을 포함하는 구리 봉들(직경 0.01m)의 네트워크로 이루어진 전도성 이퀄라이저 시스템을 사용하여 냉동 혈액 제품(드라이아이스 블록 포함)을 운송하는 대형 EPS 용기
도 17은 운송 용기를 위한 본 발명에 따른 일 실시 예의 측면도로, (23)은 너비 0.01m의 구리 스트립들을 포함하는 가요성 플라스틱 파우치를 포함하는 전도성 이퀄라이저, (25)는 스티로폼 쿨러 (외부 치수: 12" × 12" × 12", 벽: 두께 0.05m (2")), (24)는 지퍼(zipper), 그리고 (26)은 드라이아이스 블록(1kg)이다. 구체적으로, 쿨러는 뚜껑이 닫혀진 상태에서 외부 치수가 12" × 12" × 12"이고, 쿨러에 의해 밀폐되는 내부 부피는 8" × 8" × 8"이다.
도 18은 운송 용기를 위한 본 발명에 따른 일 실시 예의 측면도로, (23)은 0.01m씩 이격된 너비 0.01m의 구리 스트립들을 구비한 가요성 플라스틱 파우치를 포함하는 전도성 이퀄라이저이고, (24)는 지퍼, (25)는 스티로폼 쿨러 (외부 치수: 12" × 12" × 12", 벽: 두께 0.05m (2")), 그리고 (28)은 고온 젤 팩(1kg)이다. 이 실시 예는 도 17에서와 동일한 쿨러를 사용한다.
도 19는 운송 용기를 위한 본 발명에 따른 일 실시 예의 측면도로, (27)은 너비 0.03m의 구리 코팅을 포함하는 가요성 플라스틱 테이프를 포함하는 전도성 이퀄라이저, (25)는 스티로폼 쿨러 (외부 치수: 12" × 12" × 12", 벽: 두께 0.05m (2")), 그리고 (26)은 얼음 벽돌(1kg)이다. 이 실시 예는 도 17에서와 동일한 쿨러를 사용한다.
본 출원에 언급된 모든 특허, 특허출원, 가출원, 및 출원공개들은 본 출원에서 명백하게 기재하고 있는 내용과 불일치하지 않는 범위내에서 모든 도면과 표를 비롯해 그 전문이 본원에 참조로서 포함된다.
본 출원에 기재된 예들과 실시 예들은 단지 도시의 목적으로 사용되었으며 다양한 변형 또는 변경들은 당업자에게 명백히 이해될 것이며 본 출원의 정신과 범위 안에 포함되는 것으로 이해되어져야 할 것이다.
참조
Dea, S. 2004. 온도에 민감한 의약 제품용 운송 용기의 열 행동(Thermal behavior of shipping containers for temperature sensitive pharmaceutical products) 석사 논문: 라발 대학(Laval University), 202쪽.
Dea, S., J. Emond, K.V. Chau. 2006. "온도에 민감한 제품용 패키징 개발의 새로운 접근(New Approach in Packaging Development for Temperature Sensitive Products)". 전미의약아웃소싱저널(American Pharmaceutical Outsourcing Journal). 1월/2월 2006: 49-52

Claims (40)

  1. 화물을 열적으로 보호하는 장치로서,
    내부에 화물을 배치하도록 구성된 용기;
    자신의 작동 온도보다 온도가 높은 소스로부터 열을 흡수하도록 구성된 열 뱅크; 및
    적어도 일부는 열 전도성이 적어도 10 W/mK인 전도성 이퀄라이저;를 포함하고,
    상기 전도성 이퀄라이저는 상기 열 뱅크에 열 전도적으로 직접 연결되고, 상기 열 뱅크는 상기 전도성 이퀄라이저로부터 열을 흡수하거나 상기 전도성 이퀄라이저로 열을 제공할 수 있고, 상기 전도성 이퀄라이저가 상기 화물에 근접하게 위치하면, 상기 화물이 요구되는 온도 범위 내에서 유지되는 기간이 연장되는 것을 특징으로 하는 화물을 열적으로 보호하는 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 전도성 이퀄라이저는, 상기 용기의 내부에서 고온인 제1 지점으로부터 상기 용기의 내부에서 저온인 제2 지점으로, 열이 이동하도록 하는 하나의 또는 다수의 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 화물을 열적으로 보호하는 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 전도성 이퀄라이저는 상기 전도성 이퀄라이저가 위치한 위치로부터 상기 열 뱅크로 열을 전도함으로써, 상기 탑재화물이 요구되는 온도 범위 내에서 유지되는 기간을 연장하는 것을 특징으로 하는 화물을 열적으로 보호하는 장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전도성 이퀄라이저는 적어도 일부가 10 내지 500 W/m-k의 열 전도성을 갖는 하나 이상의 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 화물을 열적으로 보호하는 장치.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전도성 이퀄라이저는 열 전도성 TC를 갖는 물질 시트를 포함하고, 상기 물질 시트는 상기 전도성 이퀄라이저에 열 전도적으로 직접 연결된 상기 시트의 근단부로부터 상기 시트의 원단부까지의 길이 L, 두께 T 및 너비 W를 갖고, L은 0.05 m 내지 2 m 이고, T는 0.000001 m 이상이고, T/L은 0.0002 내지 0.000005 이고, 상기 시트는 상기 전단부로부터 후단부까지의 유효 열 전도율이 TC × w × T/L인 것을 특징으로 하는 화물을 열적으로 보호하는 장치.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    유효 열 전도율은 적어도 0.003 W/K이고, W는 와트이고 K는 켈빈온도인 것을 특징으로 하는 화물을 열적으로 보호하는 장치.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전도성 이퀄라이저는 상기 탑재화물 노출 표면의 적어도 10%를 덮는 것을 특징으로 하는 화물을 열적으로 보호하는 장치.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전도성 이퀄라이저는 상기 열 뱅크와 직접적인 열 전도 접촉을 하는 표면적을 증대시키는 것을 특징으로 하는 화물을 열적으로 보호하는 장치.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전도성 이퀄라이저는 상기 열 뱅크로부터 상기 전도성 이퀄라이저의 위치를 향해 열을 전도함으로써 상기 탑재화물이 요구되는 온도 범위 내에서 유지되는 기간을 연장하는 것을 특징으로 하는 화물을 열적으로 보호하는 장치.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전도성 이퀄라이저의 단부들은 보냉 뱅크로부터 50 mm 내지 2000 mm 떨어진 것을 특징으로 하는 화물을 열적으로 보호하는 장치.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전도성 이퀄라이저는 가요성을 갖는 것을 특징으로 하는 화물을 열적으로 보호하는 장치.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전도성 이퀄라이저는 반강성인 것을 특징으로 하는 화물을 열적으로 보호하는 장치.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전도성 이퀄라이저는 강성인 것을 특징으로 하는 화물을 열적으로 보호하는 장치.
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전도성 이퀄라이저는 두께가 0.01 mm 이상인 것을 특징으로 하는 화물을 열적으로 보호하는 장치.
  15. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전도성 이퀄라이저는 일 표면 또는 양 표면에 단열 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 화물을 열적으로 보호하는 장치.
  16. 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전도성 이퀄라이저는 복수의 열 전도성 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 화물을 열적으로 보호하는 장치.
  17. 제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전도성 이퀄라이저를 상기 탑재화물의 적어도 일부의 둘레에 배치하는 것은 상기 전도성 이퀄라이저를 상기 탑재화물의 일측에 배치하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 화물을 열적으로 보호하는 장치.
  18. 제1항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전도성 이퀄라이저를 상기 탑재화물의 적어도 일부의 둘레에 배치하는 것은 열도관을 상기 탑재화물의 모든 측면에 배치하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 화물을 열적으로 보호하는 장치.
  19. 제1항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서,
    적어도 하나의 추가적인 전도성 이퀄라이저를 상기 탑재화물의 해당하는 적어도 하나의 추가 부분의 둘레에 배치하는 것을 더 포함하고, 적어도 하나의 추가적인 열도관 각각의 적어도 일부는 열 전도율이 적어도 10 W/m-k인 것을 특징으로 하는 화물을 열적으로 보호하는 장치.
  20. 제1항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 용기는 상기 용기의 내부를 상기 용기의 외부로부터 단열하기 위한 단열재를 포함하는 것을 특징으로 하는 화물을 열적으로 보호하는 장치.
  21. 화물을 열적으로 보호하는 방법으로서,
    화물을 용기 내부에 배치하는 단계; 및
    전도성 이퀄라이저를 상기 화물의 적어도 일부에 근접하게 배치하는 단계로서, 상기 전도성 이퀄라이저의 적어도 일부는 열 전도성이 적어도 10 W/mK이고, 상기 전도성 이퀄라이저를 상기 용기 안에 배치하는 단계를 포함하는, 단계;를 포함하고,
    상기 전도성 이퀄라이저를 상기 열 뱅크에 열 전도적으로 직접 연결시키고, 상기 열 뱅크는 상기 용기의 내부에 배치되고, 상기 열 뱅크는 상기 전도성 이퀄라이저로부터 열을 흡수하거나 상기 전도성 이퀄라이저로 열을 제공할 수 있고, 상기 전도성 이퀄라이저는 상기 화물이 요구되는 온도 범위 내에서 유지되는 기간을 연장하는 것을 특징으로 하는 화물을 열적으로 보호하는 방법.
  22. 제21항에 있어서,
    상기 전도성 이퀄라이저는, 상기 용기의 내부에서 고온인 제1 지점으로부터 상기 용기의 내부에서 저온인 제2 지점으로, 열이 이동하도록 하는 하나의 또는 다수의 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 화물을 열적으로 보호하는 방법.
  23. 제21항 또는 제22항에 있어서,
    상기 전도성 이퀄라이저는 상기 전도성 이퀄라이저가 위치한 위치로부터 상기 열 뱅크로 열을 전도함으로써, 상기 탑재화물이 요구되는 온도 범위 안에서 유지되는 기간을 연장하는 것을 특징으로 하는 화물을 열적으로 보호하는 방법.
  24. 제21항 내지 제23항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전도성 이퀄라이저는 적어도 일부가 10 내지 500 W/m-k의 열 전도성을 갖는 하나 이상의 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 화물을 열적으로 보호하는 방법.
  25. 제21항 내지 제24항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전도성 이퀄라이저는 총 열 전도성이 약 0.003 W/K인 것을 특징으로 하는 화물을 열적으로 보호하는 방법.
  26. 제21항 내지 제25항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전도성 이퀄라이저는 열 전도성 TC를 갖는 물질 시트를 포함하고, 상기 물질 시트는 상기 전도성 이퀄라이저에 열 전도적으로 직접 연결된 상기 시트의 근단부로부터 상기 시트의 원단부까지의 길이 L, 두께 T 및 너비 W를 갖고, L은 0.05 m 내지 2 m 이고, T는 0.000001 m이상이고, T/L은 0.0002 내지 0.000005 이고, 상기 시트는 상기 전단부로부터 후단부까지의 유효 열 전도율이 TC × w × T/L인 것을 특징으로 하는 화물을 열적으로 보호하는 방법.
  27. 제21항 내지 제26항 중 어느 한 항에 있어서,
    전도성 이퀄라이저들은 상기 탑재화물의 노출 표면의 적어도 10%를 덮는 것을 특징으로 하는 화물을 열적으로 보호하는 방법.
  28. 제21항 내지 제27항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전도성 이퀄라이저는 상기 열 뱅크와 직접적인 열 전도 접촉을 하는 표면적을 증대시키는 것을 특징으로 하는 화물을 열적으로 보호하는 방법.
  29. 제21항 내지 제28항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전도성 이퀄라이저는 상기 열 뱅크로부터 상기 전도성 이퀄라이저의 위치를 향해 열을 전도함으로써 상기 탑재화물이 요구되는 온도 범위 내에서 유지되는 기간을 연장하는 것을 특징으로 하는 화물을 열적으로 보호하는 방법.
  30. 제21항 내지 제29항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전도성 이퀄라이저의 단부들은 보냉 뱅크로부터 50 mm 내지 2000 mm 떨어진 것을 특징으로 하는 화물을 열적으로 보호하는 방법.
  31. 제21항 내지 제30항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전도성 이퀄라이저는 가요성을 갖는 것을 특징으로 하는 화물을 열적으로 보호하는 방법.
  32. 제21항 내지 제31항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전도성 이퀄라이저는 반강성인 것을 특징으로 하는 화물을 열적으로 보호하는 방법.
  33. 제21항 내지 제32항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전도성 이퀄라이저는 강성인 것을 특징으로 하는 화물을 열적으로 보호하는 방법.
  34. 제21항 내지 제33항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전도성 이퀄라이저는 두께가 0.01 mm 이상인 것을 특징으로 하는 화물을 열적으로 보호하는 방법.
  35. 제21항 내지 제34항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전도성 이퀄라이저는 일 표면 또는 양 표면에 단열 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 화물을 열적으로 보호하는 방법.
  36. 제21항 내지 제35항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전도성 이퀄라이저는 복수의 열 전도성 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 화물을 열적으로 보호하는 방법.
  37. 제21항 내지 제36항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전도성 이퀄라이저를 상기 탑재화물의 적어도 일부의 둘레에 배치하는 단계는 상기 전도성 이퀄라이저를 상기 탑재화물의 일측에 배치하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 화물을 열적으로 보호하는 방법.
  38. 제21항 내지 제 37항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전도성 이퀄라이저를 상기 탑재화물의 적어도 일부의 둘레에 배치하는 단계는 열도관을 상기 탑재화물의 모든 측면에 배치하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 화물을 열적으로 보호하는 방법.
  39. 제21항 내지 제38항 중 어느 한 항에 있어서,
    적어도 하나의 추가적인 전도성 이퀄라이저를 상기 탑재화물의 해당하는 적어도 하나의 추가 부분의 둘레에 배치하는 단계를 더 포함하고, 적어도 하나의 추가적인 열도관 각각의 적어도 일부는 열 전도율이 적어도 10 W/m-k인 것을 특징으로 하는 화물을 열적으로 보호하는 방법.
  40. 제21항 내지 제39항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 용기는 상기 용기의 내부를 상기 용기의 외부로부터 단열하기 위한 단열재를 포함하는 것을 특징으로 하는 화물을 열적으로 보호하는 방법.
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