(57)【要約】【課題】本発明は媒体を加熱又は冷却するための熱移動システムに関する。【解決手段】構造（８、３７、４６、５０、７２、８１、８２、８９、９３、９８、１０８、３０６、４０４）が容器（４、３４、１２４、３０２）の内部に配置されている。前記構造は前記容器を複数の区画（３６、９５）に区分し、構造の遠位端は容器の内表面に近接して配置され、熱を媒体へ又は媒体から伝導する熱移動橋を形成できるようになっている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも内部壁で画定される内部空間を有する容器に生薬学製品を含む媒体を配置し、
流体を用いて前記内部壁を冷却し、
熱的に結合された一つ以上の熱移動部材を有する双方向流動導管を介して流体を流すことによって前記空間内の熱交換構造を冷却し、
前記容器内の前記媒体を冷凍して前記生薬学製品を保存する段階とからなることを特徴とする生薬学製品を保存する方法。
【請求項２】
前記双方向流動導管が流体を収容するようになった内部通路を画定するコア部材と、前記コア部材から隔置され前記コア部材とともに外部通路を画定する外部部材とを備え、
前記内部通路と外部通路は互いに流体連通して流体のための流通経路を画定することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
さらに前記内部通路を流れ下り前記外部通路を流れ上がるように指向させる段階を備えている請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記双方向流動導管が前記内部空間の中心部に位置していることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記構造が前記容器内の内部空間に着脱可能に装着されていること特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記１つ以上の熱移動部材がフィンであることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記フィンが前記双方向流動導管から半径方向外方に延びていることを特徴とする請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記フィンが前記双方向流動導管の周りに対称的になっており前記内部空間内においてほぼ同様な区画を形成していることを特徴とする請求項７に記載の方法。
【請求項９】
生薬学製品を含む媒体を収容するようになっている容器であって、流体を用いて冷却されるようになっている容器の内部壁によって少なくとも画定される内部空間を有する容器と、
熱的に結合された一つ以上の熱移動部材を有する前記空間内に配置される熱交換構造であって、流体を用いて冷却されるようになっている双方向流動導管を有する熱交換構造とを備えた生薬学製品の保存装置。
【請求項１０】
前記双方向流動導管が、流体を収容するようになった内部通路を画定するコア部材と、前記コア部材から隔置され前記コア部材とともに外部通路を画定する外部部材とを備え、
前記内部通路と外部通路は互いに流体連通して流体のための流通経路を画定することを特徴とする請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
さらに流体が前記内部通路を流れ下り前記外部通路を流れ上がるように指向されること特徴とする請求項９に記載の装置。
【請求項１２】
前記コア部材及び前記外部部材が環状であることを特徴とする請求項１０に記載の装置。
【請求項１３】
前記熱交換構造が着脱可能に前記内部空間内に配置されていることを特徴とする請求項９に記載の装置。
【請求項１４】
前記１つ以上の熱移動部材がフィンであることを特徴とする請求項９に記載の装置。
【請求項１５】
前記フィンが前記内部空間内において冷凍区画を形成するようになっていることを特徴とする請求項１４に記載の装置。
【請求項１６】
前記外部部材が、前記コア部材によって画定される前記内部通路を介して流れる流体を収容するようになっている端部片を有することを特徴とする請求項１０に記載の装置。
【請求項１７】
前記端部片が熱交換部材を含むことを特徴とする請求項１６に記載の装置。
【請求項１８】
前記端部片の熱交換部材が前記内部壁に向かって延びていることを特徴とする請求項１７に記載の装置。
【請求項１９】
前記１つ以上の熱移動部材が前記熱交換構造から半径方向に延びていることを特徴とする請求項９に記載の装置。
【請求項２０】
前記双方向流動導管が前記容器の中心に配置されていることを特徴とする請求項９に記載の装置。
【請求項２１】
前記熱交換構造が前記内部空間内に冷凍区画を形成するようになった複数の熱移動部材を備えていることを特徴とする請求項９に記載の装置。
【請求項２２】
前記内部壁が前記構造に向かって延びる一つ以上の熱移動部材を備えることを特徴とする請求項９に記載の装置。
【請求項２３】
前記内部壁から延びる前記一つ以上の熱移動部材が前記熱交換構造の前記一つ以上の熱移動部材に向かって延びていることを特徴とする請求項２２に記載の装置。
【請求項２４】
前記双方向流動導管が底部から頂部への冷凍を促進することを特徴とする請求項９に記載の装置。
【請求項２５】
生薬学製品を含む媒体を収容するようになってる容器であって、内部空間を画定し、流体を用いて冷却されるようになっている内部壁を有する容器と、
前記内部空間内の複数の熱交換構造とを備え、
前記複数の熱交換構造のうち少なくとも一つが流体を用いて冷却されるようになった双方向流動導管を有しており、
少なくとも一つの前記複数の熱交換構造が一つ以上の熱移動部材を有していることを特徴とする生薬学製品を処理するための装置。
【請求項２６】
前記双方向流動導管が、流体を収容するようになった内部通路を画定するコア部材と、前記コア部材から隔置され前記コア部材とともに外部通路を画定する外部部材とを備え、
前記内部通路と外部通路は互いに流体連通して流体のための流通経路を画定することを特徴とする請求項２５に記載の装置。
【請求項２７】
内部に生薬学製品を含む媒体を収容するようになった容器であって、少なくとも該容器の内部壁で画定される内部空間を有する容器を提供し、
冷却流体を用いて前記内部壁を冷却する通路を提供し、
前記空間内に熱交換構造を提供する段階を備え、
該熱交換構造が熱的に結合された一つ以上の熱移動部材を有する双方向流動導管を含んでおり、前記双方向流動導管が冷却流体を用いて前記一つ以上の熱交換部材を冷却するための通路を画定していることを特徴とする生薬学製品の処理を促進するための方法。
【請求項２８】
前記双方向流動導管が、流体を収容するようになった内部通路を画定するコア部材と、前記コア部材から隔置され前記コア部材とともに外部通路を画定する外部部材とを備え、
前記内部通路と外部通路は互いに流体連通して流体のための流通経路を画定することを特徴とする請求項２７に記載の方法。
【請求項２９】
さらに流体が前記内部通路を流れ下り前記外部通路を流れ上がるように指向させるようにする段階を備えている請求項２８に記載の方法。
【請求項３０】
前記双方向流動導管が前記内部空間の中心部に位置していることを特徴とする請求項２７に記載の方法。
【請求項３１】
前記構造が前記容器内の内部空間に着脱可能に装着されていること特徴とする請求項２７に記載の方法。
【請求項３２】
前記１つ以上の熱移動部材がフィンであることを特徴とする請求項２７に記載の方法。
【請求項３３】
前記フィンが前記双方向流動導管から半径方向外方に延びていることを特徴とする請求項３２に記載の方法。
【請求項３４】
前記フィンが前記双方向流動導管の周りに対称的になっており前記内部空間内においてほぼ同様な区画を形成していることを特徴とする請求項３３に記載の方法。
【請求項３５】
内部に生薬学製品を含む媒体を収容するようになった容器であって、前記容器の内部壁によって画定される内部空間を有するものであって、かつ、熱的に結合された一つ以上の熱移動部材を有する双方向流動導管を有する、前記空間内の熱交換構造を有する容器を提供し、
前記容器内に生薬学製品を含む媒体を配置し、
冷却流体を用いて前記内部壁を冷却し、
前記双方向流動導管を介して流体を流動させることによって前記熱交換構造を冷却し、
前記容器内の前記媒体を冷凍して前記生薬学製品を保存する段階を備えたこと特徴とする生薬学製品を処理する方法。
【請求項３６】
前記双方向流動導管が流体を収容するようになった内部通路を画定するコア部材と、前記コア部材から隔置され前記コア部材とともに外部通路を画定する外部部材とを備え、
前記内部通路と外部通路は互いに流体連通して流体のための流通経路を画定することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３７】
さらに前記内部通路を流れ下り前記外部通路を流れ上がるように指向させる段階を備えている請求項３６に記載の方法。
【請求項３８】
前記双方向流動導管が前記内部空間の中心部に位置していることを特徴とする請求項３５に記載の方法。
【請求項３９】
前記構造が前記容器内の内部空間に着脱可能に装着されていること特徴とする請求項３５に記載の方法。
【請求項４０】
前記１つ以上の熱移動部材がフィンであることを特徴とする請求項３５に記載の方法。
【請求項４１】
前記フィンが前記双方向流動導管から半径方向外方に延びていることを特徴とする請求項４０に記載の方法。
【請求項４２】
前記フィンが前記双方向流動導管の周りに対称的になっており前記内部空間内においてほぼ同様な区画を形成していることを特徴とする請求項４１に記載の方法。
【請求項４３】
中心軸を有し、内部壁で画定される内部空間を有する容器内に生薬学製品を含む媒体を配置し、
前記容器の内部空間内に着脱可能な熱交換構造を介して冷却流体を流す段階を備え、
前記構造が中心軸を有する長いパイプを有しており、前記長いパイプの前記中心軸の少なくとも一部が前記空間内の前記容器の中心軸と同軸に位置しており、前記構造が熱的に結合された一つ以上の熱移動部材を有しており、
前記方法がさらに流体を用いて前記内部壁を冷却する段階を備えていることを特徴とする生薬学製品を保存する方法。
【請求項４４】
前記長いパイプが環状でありかつ流体を用いて冷却されるようになっていることを特徴とする請求項４３に記載の方法。
【請求項４５】
前記一つ以上の前記熱移動部材がフィンであること特徴とする請求項４３に記載の方法。
【請求項４６】
前記一つ以上の前記フィンが前記長いパイプから半径方向に延びていることを特徴とする請求項４５に記載の方法。
【請求項４７】
前記構造が前記容器内の内部空間に着脱可能に装着されていること特徴とする請求項２７に記載の方法。
【請求項４８】
内部に生薬学製品を含む媒体を収容するようになった容器であって、少なくとも該容器の内部壁で画定される内部空間を有し、かつ中心軸を有する容器を提供し、
冷却流体を用いて前記内部壁を冷却する通路を提供し、
前記空間内に熱交換構造を提供する段階を備え、
該熱交換構造が中心軸を有する長いパイプを有しており、前記長いパイプの前記中心軸の少なくとも一部は前記空間内の前記容器の中心軸と同軸上に配置されており、前記長いパイプは熱的に結合された一つ以上の熱移動部材を有しており、前記長いパイプは冷却流体を用いて前記一つ以上の熱移動部材を冷却する通路を画定していることを特徴とする生薬学製品の処理を促進するための方法。
【請求項４９】
前記長いパイプが環状でありかつ流体を用いて冷却されるようになっていることを特徴とする請求項４８に記載の方法。
【請求項５０】
前記一つ以上の熱移動部材がフィンであることを特徴とする請求項４８に記載の方法。
【請求項５１】
前記一つ以上のフィンが前記長いパイプから半径方向に延びていることを特徴とする請求項５０に記載の方法。
【請求項５２】
前記容器が着脱自在の頂部によって閉鎖可能になっている開口端を有しており、前記構造が前記容器の前記開口端を介して着脱自在になっていることを特徴とする請求項４８に記載の方法。
【請求項５３】
内部に生薬学製品を含む媒体を収容するようになった容器であって、該容器の内部壁で画定される内部空間と該空間内の熱交換構造であって、中心軸を有する長いパイプを有する熱交換構造と有する容器であり、前記長いパイプの前記中心軸の少なくとも一部は前記空間内の前記容器の中心軸と同軸上に配置されており、前記長いパイプが熱的に結合されている一つ以上の熱移動部材を有している、容器を提供し、
前記容器内に生薬学製品を含む媒体を配置し、
流体を用いて］前記内部壁を冷却し、
前記長いパイプを介して流体を流すことによって前記熱交換構造を冷却し、
前記容器内の前記媒体を冷凍して前記生薬学製品を保存することを特徴とする生薬学製品の処理を促進するための方法。
【請求項５４】
前記長いパイプが環状であることを特徴とする請求項５３に記載の方法。
【請求項５５】
前記一つ以上の熱移動部材がフィンであることを特徴とする請求項５３に記載の方法。
【請求項５６】
前記一つ以上のフィンが前記長いパイプから半径方向に延びていることを特徴とする請求項５５に記載の方法。
【請求項５７】
前記容器が着脱自在の頂部によって閉鎖可能になっている開口端を有しており、前記構造が前記容器の前記開口端を介して着脱自在になっていることを特徴とする請求項５３に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の説明
本出願は、ここに参考資料として挙げる１９９７年２月４日出願の仮特許出願番号第６０／０３７，２８３号の利益を請求する。本出願は、ここにリファレンスして挙げる、同一発明者リチャード・ウィズニフスキー及びレオニダス・カートライト・レオナルドによる１９９７年７月１７日出願の「容器と熱交換部材の間に形成された熱橋を有する冷凍、解凍容器」と称する米国特許出願番号第０８／８９５，７８２号及び、ここに参考資料として挙げる、同一発明者リチャード・ウィズニフスキー及びレオニダス・カートライト・レオナルドによる１９９７年７月１７日出願の「熱交換部材間に形成された熱橋を有する冷凍、解凍容器」と称する米国特許出願番号第０８／８９５，９３６号及び、ここに参考資料として挙げる、同一発明者リチャード・ウィズニフスキー及びレオニダス・カートライト・レオナルドによる１９９７年７月１７日出願の「内部構造と熱交換部材の間に形成された熱橋を有する冷凍、解凍容器」と称する米国特許出願番号第０８／８９５，７７７号と関係する。
【０００２】
本発明は、一般的には媒体へ又は媒体からの熱の移動を助けるフィンのような構造を含むシステムに関する。特定すれば、本発明は生薬学製品の加熱、冷却、解凍、冷凍に使うに適した加熱及び冷却構造に関する。
【背景技術】
【０００３】
通常、媒体を加熱又は冷却するのに使う容器は、容器の中又は外部に配置されたチューブの中を循環する熱交換液を有する。媒体へ又は媒体からの熱の熱交換液への移動を改善するために、容器又は容器内の何らかの構造の１つ又はそれ以上のエクステンションを使って媒体と接触するシステムの表面積を増やすことができる。
【０００４】
普通、容器のある部分又は容器内のある他の構造にフィンの一端を取り付け、容器のその部分へ又はその部分から熱が伝導されるようにする。しかし、フィンは通常、容器又は内部構造に１点だけで取り付けてあるので、フィンへ又はフィンから容器又は内部構造へ移動する熱は全て、フィンとシステムの他の部分とのその１つの接合部を通ってフィンに出入りしなければならない。
【０００５】
この問題を解くために使用されてきた１つの構成は、１つ又はそれ以上のフィンが容器及び容器内部構造の両方に固定してあるシステムを構築するものであった。これによって、熱はフィンへ又はフィンからフィンの２つの部分を通って移動できるようになり、熱が容器内にある媒体へ入る又はそこから引き出される速さを上げることができる。
【０００６】
しかし、フィンを容器と容器内構造の間に固定的に取り付けることにより、容器内構造自体が容器に固定的に取り付けられることになる。容器内構造を固定的に取り付けると、容器の洗浄及び汚染除去が困難になりかねない。更に、例えばフィンを容器内の２つの面に取り付けることができるように許容差を狭める必要があり、又、各フィンは２カ所又はそれ以上溶接接続する必要が出てくるかもしれないので、システムを製作するのがより困難になる。又更に、ある材料で作られているフィンを容器に溶接するのは不都合であったり、コストが高かったり、或いは不可能な場合もある。
【０００７】
システムが稼働中には、フィンの２つ以上の部分を通してフィンへ又はフィンから熱を移動させることができ、一方で、容器内構造を取り外して洗浄及び汚染除去のできるシステムが必要とされている。更に、熱をフィンの部分へ又はそこから移動させるためにフィンを容器の部分に物理的に接続又は溶接するという必要のないシステムが必要とされている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的の一つは、熱が、媒体を通して流れることによりシステムの異なる部分の間を流れるように加熱又は冷却される媒体から部分的に構成される伝導経路を通して、熱をシステム内に又はシステムから移動させることのできるシステムを提供することである。
【０００９】
本発明の目的の一つは、構造の２つ以上の部分を通して容器内構造（例えばフィン）へ又はそこから熱を移動させることのできるシステムを提供することである。(「フィン」という用語は、これらに限定されるわけではないが、コイル、平坦な突起、チューブ、或いは容器内に伸びる何らかの他の構造を含め、媒体内に伸びるシステムの何らかの熱交換部材を総称的に指すのに用いられる。コイル等容器の特定の形式のエクステンションを論議する際には、システムの構成を明確にするため、特定の形式のエクステンションの名称を用いることがある。) 本発明の更に他の目的は、システムの洗浄及び汚染除去ができるように容器内構造を取り外すことのできるシステムを提供することである。
【００１０】
本発明の又更に他の目的は、冷却液をフィン内に流せる経路を含んだフィンを提供することである。
【００１１】
本発明のもう１つの目的は、媒体からの熱の除去を促すが、システムのもう一つの部分には固定されていないフィンを提供することである。
【００１２】
本発明の又もう１つの目的は、システム内の媒体からより早く熱を除去できる非均一断面を持ったフィンを提供することである。
【００１３】
本発明の又更にもう一つの目的は、冷間保存を助けるため、薬学製品のような媒体に対する冷凍速度を制御できるシステムを提供することである。
【００１４】
本発明の更にもう一つの目的は、これに限定するわけではないが、蛋白質、細胞、血液、プラズマ、その他の生薬学製品、又は食品等を含む媒体の冷凍保存を助けるため、樹枝状の氷の成長を促進する制御された冷凍処理を促すシステムを提供することである。
【００１５】
本発明の更に他の目的は、媒体を急速に加熱又は冷却できるシステムを提供することである。
【００１６】
本発明のこれら及びその他の目的は、容器内に配置された構造を用いることにより達成される。この構造は容器を複数の区画に区切り、構造の遠位端は容器の内表面に近接しており、熱を媒体に又は媒体から伝導する熱移動橋を形成できるようにしている。
【００１７】
本発明のある実施例では、前記構造はフィンを含んでいる。フィンの遠位端は容器の部分に近接して配置されている。フィンと容器は固定されていないので、フィンを含め上記構造は容器から取り外せる。
【００１８】
容器内部の媒体が凍結すると、凍結した媒体でできた橋がフィンの遠位端とフィンの遠位端に近接する容器に部分との間に形成される。この橋を通して、熱をフィンから又はフィンへ伝導し、媒体から速やかに熱を除去することができる。
【００１９】
本発明のある実施例では、フィンは少なくとも部分的には容器内構造に取り付けられており、熱はその取り付け点と、熱橋が形成された場合にはその熱橋とを通してフィンから移動させることができるようになっている。
【００２０】
本発明のもう一つの実施例では、媒体が冷却される場合、熱移動橋がフィンと勿論フィンであってもよい容器内の他の構造との間に形成されるほどに、フィンの遠位端は容器の他の表面、例えば容器内の他のフィン又は構造の表面に十分に近接して配置される。
【００２１】
本発明のもう一つの実施例では、第１熱交換部材は少なくとも部分的には容器の内表面と連結されている。第２熱交換部材は、媒体へ又は媒体からの熱の伝導を改善する熱移動橋の形成を助けるために第１熱交換部材のある部分が第２熱交換部材のある部分に近接して配置される構造と、少なくとも部分的には連結されている。本発明のある実施例では、この構造と第２熱交換部材とは、容器又は第１熱交換部材に固定的に取り付けられていないので、洗浄し易くするためシステムから取り外すことができる。
【００２２】
本発明の更にもう一つの実施例は、容器の内表面と少なくとも部分的に連結されている熱交換部材から成り、前記熱交換部材の遠位端は、媒体へ又は媒体から熱を伝導する熱移動橋を形成できるようにこの構造に近接して配置される。本発明のもう一つの実施例では、フィンと容器は固定的に取り付けられてはいないので、この構造は容器から取り外せる。
【００２３】
本発明は媒体の冷却及び加熱の両方に役立つ。媒体が凍結されている場合、熱橋は媒体から熱を移動させるのに役立つ。媒体が加熱されている場合、熱橋は媒体へ熱を移動させるのに役立つ。
【００２４】
媒体は液体に変換されるガスでもよいし、ガスに変換される液体でもよい。この場合、フィンとこの構造との間に集まる媒体の液相が、フィンとこの構造との間の熱の伝導を促進する熱橋として働くことになる。
【００２５】
更に、フィンはその上に、固体又は液体熱橋の形成を促進し、そして／又はその橋を通して熱伝導を促進する構造を有することができる。例えば、フィンの一部を大きくして伝導のための表面積を増やし、熱橋と接触するようにもよいし、フィンを特製にして固体の核の形成或いは液体の凝縮を促進してもよい。又、フィンに一様でない断面を持たせて、熱の移動を促進し或いは所望の熱移動特性を持たせるようにしてもよい。これは低温生物学プロトコルの達成を助けるのに望ましいものである。更に、フィンに内部チャネルを設けて、少なくともフィンの一部の中に熱交換媒体を流せるようにすることもできる。本発明の精神から逸脱することなく、その他にも種々の方法が考えられる。
【００２６】
本システムは、加熱又は冷却装置が容器の何れの部分とでも連結されるように構成することができる。例えば、本発明から逸脱することなく、ヒーター又はクーラーを容器の外側部分(例えば容器の壁)、容器の内部構造、又は直接１つ又はそれ以上のフィンに取り付けることもできる。
【００２７】
一般的に、システムは、熱移動橋によって橋を架ける距離が、媒体及びシステムの熱特性、システムを構築するのに使用される製作要件及び製造プロセス、システム及び使用される構成部品の他の関連パラメータの関数となるように構築されなければならない。橋が掛けられることになるギャップの寸法は簡単な試行錯誤で決定できるが、最適なギャップは、ギャップゼロかもしれない。
【００２８】
本発明のある態様では、フィンは、容器内の表面に向けて又はその間に配置又は割り込ませたどんな形の構造であってもよい。その結果、熱橋がフィンと隣接する表面又は容器の複数の表面との間に形成される。例えば、フィンの端部は、容器の表面に予め設けられたスロットに嵌合するようになっていてもよい。このやり方で、使用されているフィンの数、相対配置、タイプが、製作、プロセス又はプロトコル要件の変更に合わせて容易に変更できるように、容器の各部にフィンを再構成可能に取り付けることができる。
【００２９】
本発明のある態様では、最適なギャップはフィンの厚さに比例する。本発明のもう一つの態様では、最適キャップは５．０８センチメートル（２インチ）以下、好ましくは２．５４センチメートル（１インチ）以下、更に好ましくは１．２７センチメートル（１／２インチ）以下、より更に好ましくは０．６４センチメートル（１／４インチ）以下、最も好ましくは０．３２センチメートル（１／８インチ）以下である。
【００３０】
本発明から逸脱することなく、容器は多孔性であってもよく、必ずしも天井や底がなくてもよい。媒体は容器を通過する際に加熱又は冷却される。更に、本発明で用いられる容器は、形状、寸法、構成する材料に制限はない。本発明のある態様では、容器の容積は１ないし５リットル、１ないし２５０リットル、又は２５０ないし１０，０００リットルである。
【００３１】
本発明は多様な分野に有効に適用できる。例えば生薬学工業では、本発明を、これに限定するわけではないが、蛋白質、細胞、抗体、薬、プラズマ、血液、緩衝液、ヴィールス、血清、細胞片、細胞成分、及びその他の生薬学製品を含む各種生薬学製品を冷凍及び保存するために利用することができる。
【００３２】
更に、本発明を使えば、このような生薬学製品を、一般的に受け入れられている製作手法と調和して処理することができる。
【００３３】
本発明を使用すれば、容器を殺菌消毒し、無菌フィルターを通して冷凍する製品を容器内に汲み上げ、次に本発明を使って製品から熱を取り除き製品を容器内に冷凍することにより、生薬学製品を冷凍することができる。
【００３４】
本発明は均一な冷凍を高速に行うので、できるだけ元に近い状態で容器内の製品を冷凍することができる。更に、本発明を使用すれば冷凍プロセスを反復可能なやり方で行うことができるので、ユーザーには冷凍プロセスがバッチ間の製品のばらつきを引き起こさないと保証できる。これにより、製品を製造後冷凍状態で保存し必要となったときに解凍することができるので、製品の最終利用を、製品を作るのに必要な製造のステップから切り離すことができる。
【００３５】
又、本発明は精製プロセスのどの段階の間にでも利用することができる。例えば、粒度分離又は親和性分離、発酵、ライシング、濃縮濾過、選択的アフィニティクロマトグラフィ、イオン交換による微少汚染物又は低レベル不純物の除去、ヴィールス濾過、クロマトグラフィ、緩衝液送出システム内への製品の配置等を使用して製品を処理した後、又は他の何らかの処理ステップの後、結果として作られた製品を本発明を使って保存することができる。これにより、中間生成物を劣化させることなく製造プロセスを中断することができる。
【００３６】
例えば、種々の構成要素が分離されつつある製造プロセスの間に、処理を中断しようとする場合、製品内の関心対象である蛋白質の幾らかを時間の経過と共に劣化させてしまうかもしれない汚染物であるプロテアーゼが、中間製品内にあるかもしれない。本発明を使えば中間生成物を十分に速やかに且つ均一に冷凍できるので、製品はその元のままに近い状態に保つことができる。製品内の分子は互いに十分に接近させられることはなく、凍結濃縮は低減でき、望まない反応の速度を遅くするか又は止めることができる。
【００３７】
このように、本発明は製造プロセスの柔軟性を上げ、プロセスの計画、スケジューリングを容易にする。後刻の処理や出荷に向けて中間製品を冷凍することができる。更に、本発明は所望のいかなる大きさにでも作ることができるので、製品の大きなバッチを全て一時に処理し、本発明を使って保存し、後刻必要の際に使用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３８】
本発明の１つの実施例を図１に示す。加熱、冷却システム２は容器４、フィン６、構造８から成る。フィン６は容器４の内表面１０に近接して配置されるように構成されている。一般に、フィン６と内表面１０との間のギャップは小さい方が望ましい。しかし、ギャップの大きさは、製造許容差、材料のパラメータ、或いは他の現実的配慮によって決められてしまう。
【００３９】
図２は容器４、フィン６、構造８の破断平面図である。本実施例では、６個のフィンが構造８に関し対称に配置されている。いかなる配置設計、構成、又はフィンの数でも、本発明から逸脱することなく使用できる。例えば、フィンは容器内に対称に配置する必要はなく、同じ形状である必要も、同じ材料で作る必要もない。
【００４０】
再度図１についてであるが、構造８は熱交換液を終端片１４に向けて内部経路１２を流れ下すことにより加熱又は冷却される。次に、熱交換液は構造８の外部経路１６を通って流れ上る。この熱交換液の流れのパターンと構造８に関するフィンの対称構成とは、システム２が容器内の媒体を下から上へと冷却し始めるのを助ける。これは、熱交換液が先ず容器の底で容器及びフィン内の媒体に密接に連結されるからである。
【００４１】
媒体を下から上へ冷却するのは、特に、液体媒体が凍りつつある場合に利点があり、水の場合にはそうであるように、凍結した媒体の密度は液層である場合よりも小さい。下から上に凍結することによって、液層が固相に拘束される場合ほどに圧力が立ち上がるのを防ぐことができる。
【００４２】
当業者であれば、本発明から逸脱することなく、何れであれ好みの方向に、均一に、そして／又は指定した速度で媒体を加熱又は冷却するために、他の流れのパターン、フィン形状、フィン構成を使用できるであろうことを理解頂きたい。
【００４３】
更に、流量及び／又は温度のような熱交換液のパラメータを使って媒体を冷却する速度に影響を与えることもできる。
【００４４】
終端片１４には底部フィン３０が取り付けられている。底部フィン３０はフィン６と同じように機能する。底部フィン３０と内表面１０の一部との間に熱移動橋が形成される。
【００４５】
本発明のある態様では、フィン６上のテーパ１９は、フィン６の上部への熱橋の形成を遅らせる助けをする。これは、容器の上部からの熱の移動を僅かに遅らせ、システムが媒体を下から上へと冷凍できるようにする。フィンの何れの部分にでもこのようなテーパを使って、容器からの熱の除去に関し好みの方向を作り出す助けとすることができる。
【００４６】
容器４はその周囲にジャケット２０を持っている。容器４の外表面１８とジャケット２０の間は液流経路２２である。螺旋バッフル２４が、容器４の周り、外表面１８とジャケット２０との間に螺旋状に設けられ、液流経路２２内の熱交換液を容器４の外表面１８の周りの螺旋状経路に流すようにしている。熱交換液はポート２６を通って液流経路２２に流れ込みポート２８を通って外へ出るが、熱交換液は容器４の周りを下から上へ流れることになる。熱交換液に関するこの流れのパターンは、システム２が容器内の媒体を下から上に冷却するのを助ける。
【００４７】
本発明から逸脱することなく、媒体をいかなる好みの方向にでも、均一にそして／又は指定の速度で加熱又は冷却するためには、他の液流パターン及びバッフルが使用できることを理解いただきたい。更に、流量及び／又は温度のような熱交換液のパラメータを使って媒体を冷却する速度に影響を与えることもできる。
【００４８】
更に、システムへの又はシステムからの熱流のタイミング、方向、速さを調製するために、システムの他の点を通して、そして時間又はプロセスが変化するやり方で、熱交換液を流すこともできる。又、使用される材料、形状、フィンを含むシステムの構成を使って、速度、タイミング、方向性のような加熱又は冷却プロセスのパラメータを制御することもできる。
【００４９】
容器４、構造８、フィン６が冷媒で冷却されると容器内の媒体は冷え始める。
【００５０】
媒体が十分に冷却されると、フィン６の遠位端と内表面１０の間の媒体の一部が凍る。熱は凍結橋を通ってフィン６と容器４の間を伝導する。こうなると、媒体から熱を高速で取り出し、容器内の媒体の冷凍速度を上げることができる。本発明は、これに限るわけではないが、生薬学製品を含むあらゆるタイプの薬に利用することができる。
【００５１】
図３は本発明の１つの態様による熱橋の形成を示す。図３ａは構造３１に８個のフィン３２が取り付けられている本発明の１つの実施例の平面図である。各フィン３２は容器３４の内表面３３近くまで伸びている。
【００５２】
図３ｂは熱橋３５を形成し始めた直後のシステムをシミュレーションしたものである。このシミュレーションでは、容器及びフィンに関しては３１５ステンレス鋼の物性が使われ、冷媒温度は−４５℃であった。液体の温度は−０．２℃、液体と接触するフィンの温度は−０．２℃近く、凍結した製品と接触する部分のフィンの温度は壁の温度に向かって傾斜していた。壁の温度は冷媒の温度の２−５℃以内であった。
【００５３】
図３ｂのグラフから分かるように、熱はフィン３２から両端を通して抽出されている。フィンの１つの端だけから熱が抽出されるようなフィン構造と比較すれば、媒体はより高速に冷却される。図３ｃはフィン３２により形成された区画３６内の媒体の温度プロフィールを示す。図３ｃのグラフに示されているように、熱は、空洞内の媒体から容器内壁３３、構造３１、フィン３２を通して引き出される。
【００５４】
本発明を使えば、比較的均一に媒体から熱を取り除くことができるので、冷凍プロセスの間に樹枝状構造の成長を促すことができる。本発明によれば、熱をフィンの両端から取り除くことができるので、容器内に均一な温度プロフィールを作り出す助けとなる。更に、容器を複数の小さな容積に効果的に分割するようにフィンを配置できるので、分割された区画それぞれから熱を均等に取り除くことができる。例として、図２に、フィンにより６個の区画に分割された容器４を示す。
【００５５】
本発明は、例えフィンが２つ以上の点でシステムに固定的に取り付けてある場合でも、氷を樹枝状に成長させるのに使うことができることを注記しておく。フィンを使えば、容器をより均一に加熱及び冷却できる小さな領域に分割できる。
【００５６】
このように、特定のアプリケーションが容器の内部構造が取り外せることを必要としない場合は、フィン及び構造を容器内に永久取り付けにしておくこともできる。
【００５７】
樹枝状の氷の成長は、限定するわけではないが、生薬学製品の冷却保存を含む広範な領域で特に有用である。図３ｄに示すように、熱が表面５０１（これは本発明のいかなる表面でもよい）から取り除かれると、樹枝５０２が出来始め、表面５０１から先へ成長して行く。樹枝５０２が成長するにつれ、媒体内の構成要素５０３は冷凍され、ついには樹枝５０２に取り囲まれる。樹枝５０２が更に成長すると、構成要素５０３は最終的に凍結した媒体内に捕捉される。表面５０１からの熱の除去を制御することにより、樹枝５０２の成長速度を制御できる。樹枝５０２の成長速度を制御すれば、構成要素は成長する樹枝先端５０５に入って行き捕捉されるので、本発明を使って、構成要素５０３から取り除かれる液体の量を制御することができる。構成要素５０３は、保存したいと所望するどのような構成要素でもよいことを注記しておく。
【００５８】
本発明を採用するためには、構造及び容器の両方を冷却しなくてもよいことを理解いただきたい。本発明から離脱することなく、冷媒はシステムのいかなる部分を通して循環することもできるし、システムの一部だけでもよいし、冷媒を使わず、システムを他の手段で、間接的に、或いは受動的に冷却してもよい。
【００５９】
本発明のもう１つの実施例では、フィン６の遠位端上に取り外し可能なライナーを設けて、構造８及びフィン６が、容器に挿入又は容器から取り外される際に内表面１０と接触するのを防いでいる。これは、例えば、組み付け取り外しの間にフィン６で内表面１０にひっかき傷を付けるのを防ぐのに役立つ。
【００６０】
本発明から離れることなく、他のフィン構成も可能である。例えば図４では、フィン３９は部分的に容器内壁４１に連結されており、各フィンの遠位端は構造３７に近接して配置され、フィン３９各々の遠位端と構造３７との間に熱橋が形成されるようになっている。
【００６１】
図５では、フィン４０は内表面４２に取り付けられている。フィン４４は構造４６に取り付けられている。システム３８は、フィン４０とフィン４４の一部同士が接触するように、接触間近に、或いは場合によっては回転できるようになっている。容器内の媒体が凍結すると、熱移動橋はフィン４０とフィン４４の一部同士の間に形成される。本発明のもう一つの態様では、フィン４０とフィン４４は平行である必要はない。フィン４０とフィン４４は互いに角度をなし、ギャップ４５がフィン４０及び４４の長さに沿って変化するようになっていてもよい。
【００６２】
図６は多数の考えられるフィンの配置を示す。例えば、フィン４８Ａは構造５０Ａに部分的に連結され、遠位端はもう１つの構造５０Ｂに近接して配置され、熱橋はフィン４８Ａの遠位端と構造５０Ｂの間に形成されるようになっている。
【００６３】
フィン５４は内壁５６に連結されている。フィン５４Ａの遠位端はフィン５８の遠位端近くに配置され、フィン５８は構造５０に連結されている。熱橋はフィン５４Ａ、５８Ａ、５８Ｂの遠位端の間に形成される。このように、熱橋は２つ以上のフィンの間にも形成することができる。例えば、設計その他の要件によって容器の部分を冷却作用表面から離しておく必要がある場合には、２つ又はそれ以上のフィンの間に熱橋を形成するのが望ましい。フィン及び熱橋は孤立した構造から熱を抽出する助けとして使用できる。
【００６４】
図７は多数の他の考えられるフィンの配置を示す。フィンは、熱橋が２つのフィンの遠位端の間にではなく、１つのフィンの遠位端ともう一つのフィンのある他の部分との間に形成されるように構成することもできる。例えば、フィン６０は、その中央部においてフィン６２との間に熱橋を形成し、フィン６４は、その中央部においてフィン６６との間に熱橋を形成する。更に、フィンは最初から何かに連結されている必要はなく、熱移動橋をフィンの一部とシステムの他の部分との間に形成することもできる。例えば、フィン６８は容器内の何かの構造に固定的に取り付けられてはいないが、フィン６４、７０及び構造７２との間に熱橋を形成する。
【００６５】
更に、フィンはそれ自体の上に、熱移動橋の形成を助ける、又は橋の熱移動容量を強化する構造を持っていてもよい。フィン６２はその遠位端上に伸張表面７６を持っている。伸張表面７６は幅広の熱橋の形成を可能とし、橋の熱移動速度を改良する。これはある環境下では望ましい。例えば、フィン材料の熱伝達特性は熱橋を形成する凍結材料より優れていてもよい。熱橋の面積が増えると、その合計熱伝達特性が改良される。
【００６６】
更に、所望の特性を持った熱移動橋の形成を助けるため、フィン、構造又は内表面に伸張表面を設けてもよい。例えば、伸張表面７８を使って、フィン６２に伸張表面７６が取り付けてあるか否かに関わらず、フィン６２との間の熱橋の形成を促進することができる。
【００６７】
図８は本発明のもう１つの実施例を示す。この実施例は本発明に基づく、フィンのもう１つの構成を詳しく示している。この実施例では、フィン８０は構造８１に接続され、構造８２と熱橋を形成する。フィン８３は構造８２に接続され、容器内壁８４と熱橋を形成する。フィン８５は互いに熱橋を形成し、フィン８６は容器内壁８４と熱橋を形成する。
【００６８】
図９は本発明の更にもう１つの実施例を示す。フィン８７はその長手方向に沿って断面が一様ではない。フィン８７は構造８９に接続する端部８８では厚く、中央部では薄い。フィンはそれから内表面９１に近接する遠位端９１に向かって幅広になっている。熱橋は遠位端９０と内表面９１との間に形成される。フィンの根本が厚いので、より多くの熱束をフィンから端部８８及び遠位端９０で引き出すことができる。
【００６９】
図１０は本発明の更にもう一つの実施例を示す。フィン９２は構造９３に取り付けられており、容器壁９４との間で熱橋を形成する。フィン９２は曲がっており区画９５を形成する。容器を区画に分割すれば、媒体内の各点から冷却表面までの距離が短くなるので、より均一に冷却できるようになる。又、冷却表面間の距離が短くなれば、媒体を冷凍する時間を短縮することもできる。フィン９６のような他のフィンを追加して区画９５を更に分割することもできる。フィン９７も他の構造９８と熱橋を形成するために利用できる。当業者には、本発明から逸脱することなく、他の形状及び構成を持ったフィンを使って、より多くの又はより少ない所望のサイズの区画を作ることもできるし、本案はどのような所望の容器体積にでも尺度合わせできることが理解できるであろう。
【００７０】
図１１は本発明のもう１つの実施例を示す。この実施例では、フィ１０２は内部経路１０４を有している。熱交換液は、構造１０８内の開口１０６を通って内部通路１０４に流れ込む。フィン１０２には、熱交換液の流れのパターンが最適になるように、ディンプル１１０、スペーサー１１４又は乱流発生機構を設けてもよい。ディンプルやスペーサーは、熱交換液と接触するフィンの内部表面積を増やし、熱交換液がフィンから熱を吸収する時間を長くする等を含めた理由で、熱交換液の流れのパターンの最適化を助ける。これにより冷凍速度が速くなり、樹枝の収束がより速やかになる。
【００７１】
本発明のもう一つの実施例では、フィン１０２の上にエクステンション１２０が設けられている。図１２ａに示すように、熱交換液はエクステンション１２０内を流れない。エクステンション１２０はフィン１０２に接続されており、容器１２４の内表面１２２の近くまで伸びている。図１２ｂは、フィン１０２、エクステンション１２０、内表面１２２の詳細図である。図１２ｃは、フィン１０２の端部にエクステンションが配置されていない本発明の他の実施例を示す。
【００７２】
図１２ｂに示すように、本発明を使って容器１２４内の媒体を冷凍する場合、熱移動橋１２６は内表面１２２とエクステンション１２０との間に形成され始めることになる。図１２ｃでは、熱移動橋はフィン１０２と内表面１２２の間に形成され始めることになる。
【００７３】
図１３は本発明の更にもう一つの実施例を示す。この実施例では、熱交換液はフィン２０２の頂部２０６に接続されたチューブ２０４を通してフィン２０２に出入りする。この実施例では、フィンは中心構造に接続されていない。この実施例を使って媒体を冷凍する場合、熱移動橋２０８はフィン２０２と内表面２１０との間、及びフィン２０２の内部部分２１２同士の間に形成される。
【００７４】
図１４ａは本発明の更にもう一つの実施例を示す。この実施例では、システム３００は構造３０６に取り付けられた内部フィン３０４を有している。熱交換液は構造３０６を通って流れる。熱交換液の流れは図１の構造８に関して説明した流れと同じように構成される。所望の加熱又は冷却速度を得るために、この他いかなる流れの構成を使用してもよい。更に、必要なら、内部フィン３０４を通して熱交換液を流してもよい。
【００７５】
コイル３０８は内部フィン３０４の周りに配置されている。熱交換液は入口３１０を通してコイル３０８に流入し、出口３１２から流出する。外部フィン３１４は、コイル３０８と容器３０２の内表面３１６との間に配置される。この実施例の一つの態様では、外部フィンは自立でき、コイル３０８か内表面３１６に取り付けられている。この実施例のもう一つの態様では、外部フィン３１４、コイル３０８、内表面３１６、外部入口又は何か他の供給源を通して熱交換液を流すことができる。
【００７６】
この実施例では、熱移動橋は、内部フィン３０４とコイル３０８の間、コイル３０８と外部フィン３１４の間、外部フィン３１４と内表面３１６の間、コイル３０８のコイル同士の間に形成される。
【００７７】
図１４ｂはシステム３００の平面図である。この実施例では、フィン３１４はコイル３０８に取り付けられていないように示されている。フィン３１４は容器３０２の天井又は底からの支持部材に懸架してもよく、自立していてもよい。
【００７８】
図１５は本発明の更に又もう１つの実施例を示す。この実施例では、システム４００は構造４０４に取り付けられた内部フィン４０２と、内部フィン４０２を取り巻く第１コイル４０６とを有している。中間フィン４０８は第１コイル４０６の周囲に配置され、第２コイル４１０が中間フィン４０８を取り巻いている。外部フィン４１２は第２コイル４１０と内表面４１４の間に配置されている。第１及び第２コイル４０６、４１０はそれぞれ入口４１６、４１８を通して熱交換液を受け取り、熱交換液はそれぞれ出口４２０、４２２を通って流出する。
【００７９】
図１５ｂはこの実施例の平面図を示す。この実施例では、フィン４０８と４１２とは自由に懸架されているように描かれている。熱移動橋は、内部フィン４０２と第１コイル４０６の間、第１コイル４０６のコイル同士の間、第１コイル４０６と中間フィン４０８の間、中間フィン４０８と第２コイル４１０の間、第２コイル４１０のコイル同士の間、第２コイル４１０と外部フィン４１２の間、外部フィン４１２と内表面４１４の間に形成される。
【００８０】
図１５ｃは、第１コイル４０６又は第２コイル４１０のコイル同士の間の熱移動橋４２４の形成、及びコイルとフィン、内部フィン、中間フィン又は外部フィン、との間に形成された熱移動橋の詳細側面図である。距離Ｘ１、Ｘ２は、フィン、コイル、媒体、容器の特性の関数として望むように最適化できる。図１５ｄは図１５ｃに示す熱橋の形成の平面図である。
【００８１】
図１６は、本発明と調和する、他の考えられるコイルの構成を示す。図１６ａでは、中心パイプ６０２は円形断面を持っている。冷却液はパイプ６０２の中を通って流れる。中心パイプ６０２はフィン６０４に隣接しており、フィン６０４と熱橋を形成する。パイプ６０６の中にも冷却液は流れており、このパイプ６０６はフィン６０４の他端に隣接している。パイプ６０６は非円形断面を持っている。どのような断面のパイプでも本発明と調和して使用できる。図１６ｂでは、非円形断面パイプ６０８が隣接するフィンに関し異なる方位で示されている。
【００８２】
図１７は非円形断面パイプがシステム内に使用されているところを示す。図１７ａでは、２つの隣接するフィンの間の角度が小さく、そのため非円形断面パイプ６１０は互いに近接して配置できるような方角に向けられている。非円形断面パイプを使う利点の一つは、非円形パイプ６１０の表面積は拡がっているので、区画６１２の間の長いインタフェースの部分を、冷媒が中を流れるパイプで冷却できることである。
【００８３】
図１７ｂは非円形断面パイプ６１４が図１７ａとは違う向きで使用されているところを示す。図１７ｂでは、隣接するフィン間の角度が広いので、非円形断面パイプ６１４は図示の向きで使用できる。図示の向きの場合、非円形断面パイプ６１４は隣接する区画内に飛び出ており、区画内の媒体をより均一に冷却し易いという利点がある。
【００８４】
図１８は本発明と調和する、パイプとフィンとのもう一つの構成を示す。図１８では、非円形断面パイプ７０２上にフィン７０４が溶接されている。
【００８５】
図１９は本発明と調和する、非円形断面パイプの又もう一つの使用例を示す。
【００８６】
図１９ａでは、非円形断面パイプ８０２は図１４ａのコイル３０８と同様にコイル状に巻かれている。非円形断面パイプ８０２はフィン８０６に近接する伸張平坦側８０４を有している。伸張平坦測８０４により、パイプ８０２により形成されたコイル８０８とフィン８０６との間に、そしてコイル８０８のパイプ８０２同士の間に熱橋が形成されやすくなる。図１９ｂは異なる断面のパイプ８１０を示すが、これにも熱橋の形成を助ける利点がある。
【００８７】
非円形断面パイプ８０２又は８１０を使えば、パイプの内側断面積を一定として円形パイプと比べた場合、フィン８０６又は８１２が互いにより接近できるようになる。フィンが互いに接近しているので、熱橋がより早く形成され、冷凍プロセスをスピードアップし、より均一に保つ。
【００８８】
図２０は非円形断面パイプ９０２及び９０４の、又もう一つの構成の詳細を示す。ここに示されている配置は大容積のタンクを区割りするのに使用できる。このように形成される区画は、所望の均一レベルを達成するために必要なだけ小さくすることができる。
【００８９】
本発明は多くの分野に有用に適用できる。例えば生薬学工業では、本発明を、これに限定するわけではないが、蛋白質、細胞、抗体、薬、プラズマ、血液、緩衝液、ヴィールス、血清、細胞片、細胞成分、及びその他の生薬学製品を含む各種生薬学製品を冷凍及び保存するために利用することができる。
【００９０】
更に、本発明を使えば、このような生薬学製品を、一般的に受け入れられている製作手法と調和して処理することができる。
【００９１】
本発明を使用すれば、容器を殺菌消毒し、無菌フィルターを通して冷凍する製品を容器内に汲み上げ、次に本発明を使って製品から熱を取り除き製品を容器内に冷凍することにより、生薬学製品を冷凍することができる。
【００９２】
本発明は均一な冷凍を高速に行うので、できるだけ元に近い状態で容器内の製品を冷凍することができる。更に、本発明を使用すれば冷凍プロセスを反復可能なやり方で行うことができるので、ユーザーには冷凍プロセスがバッチ間の製品のばらつきを引き起こさないと保証できる。これにより、製品を製造後冷凍状態で保存し必要となったときに解凍することができるので、製品の最終利用を、製品を作るのに必要な製造のステップから切り離すことができる。
【００９３】
又、本発明は精製プロセスのどの段階の間にでも利用することができる。例えば、粒度分離又は親和性分離、発酵、ライシング、濃縮濾過、選択的アフィニティクロマトグラフィ、イオン交換による微少汚染物又は低レベル不純物の除去、ヴィールス濾過、クロマトグラフィ、緩衝液送出システム内への製品の配置等を使用して製品を処理した後、又は他の何らかの処理ステップの後、結果として作られた製品を本発明を使って保存することができる。これにより、中間生成物を劣化させることなく製造プロセスを中断することができる。
【００９４】
例えば、種々の構成要素が分離されつつある製造プロセスの間に、処理を中断しようとする場合、製品内の関心対象である蛋白質の幾らかを時間の経過と共に劣化させてしまうかもしれない汚染物であるプロテアーゼが、中間製品内にあるかもしれない。本発明を使えば中間生成物を十分に速やかに且つ均一に冷凍できるので、製品はその元のままに近い状態に保つことができる。製品内の分子は互いに十分に接近させられることはなく、凍結濃縮は低減でき、望まない反応の速度を遅くするか又は止めることができる。
【００９５】
以上の例は本発明を制限するものではなく、単に本発明の考えられる実施例を示したに過ぎない。本発明から逸脱することなく他の実施態様も可能である。
【図面の簡単な説明】
【００９６】
【図１】図１はフィン付きの加熱冷却装置である。
【図２】図２は図１に示すフィンと容器内構造の平面図である。
【図３ａ】図３ａは熱橋の形成と、容器及び媒体の各種断面の温度プロフィールを示すグラフである。
【図３ｂ】図３ｂは熱橋の形成と、容器及び媒体の各種断面の温度プロフィールを示すグラフである。
【図３ｃ】図３ｃは熱橋の形成と、容器及び媒体の各種断面の温度プロフィールを示すグラフである。
【図３ｄ】図３ｄは樹枝状氷の成長及び氷中の細胞のようなユニットの捕捉を示す。
【図４】図４は他の考えられるフィンの配置を示す。
【図５】図５は更に又他の考えられるフィンの配置を示す。
【図６】図６は数多くの考えられるフィンの配置と組み合わせを示す。
【図７】図７は更に又他の考えられるフィンの配置と組み合わせを示す。
【図８】図８は更に又他の考えられるフィンの配置と組み合わせを示す。
【図９】図９は不均一な厚さを示すフィンの断面図を示す。
【図１０】図１０は互い違いフィン配置を使用して容器の区画割りができるようにしたフィン配置を示す。
【図１１】図１１は容器及び２つのフィンの内部バッフルを示す破断図である。
【図１２ａ】図１２ａは図１１の容器及びフィンの平面図である。
【図１２ｂ】図１２ｂは容器の内壁近くまで伸びるエクステンションの付いたフィンの遠位端の詳細図である。
【図１２ｃ】図１２ｃは中空フィン構造が容器の内壁近くまで伸びる、エクステンション無しのフィンの実施例を示す詳細図である。
【図１３】図１３は中心構造のない、容器、２つのフィンの内部バッフルを示す破断図である。熱交換液はフィンの頂部のチューブを通してフィンに供給される。
【図１４ａ】図１４ａは容器、１セットの内部フィン、１セットの外部フィン、及びコイルを示す破断図である。
【図１４ｂ】図１４ｂは図１４ａのシステムの平面図である。
【図１５ａ】図１５ａは容器、１セットの内部フィン、１セットの中間フィン、１セットの外部フィン、第１コイル及び第２コイルを示す破断図である。
【図１５ｂ】図１５ｂは図１５ａのシステムの平面図である。
【図１５ｃ】図１５ｃはコイルの各巻の間及びフィンとコイルの巻の間に形成される熱橋の詳細側面図である。
【図１５ｄ】図１５ｄはコイルとフィンの間に形成される熱橋の詳細平面図である。
【図１６ａ】図１６ａは非円形断面チューブを示す。
【図１６ｂ】図１６ｂは非円形断面チューブを示す。
【図１７ａ】図１７ａは、システム内で使用されている非円形断面チューブを示す。
【図１７ｂ】図１７ｂは、システム内で使用されている非円形断面チューブを示す。
【図１８ａ】図１８ａは種々の構成でフィンに取り付けられた非円形断面チューブを示す。
【図１８ｂ】図１８ｂは種々の構成でフィンに取り付けられた非円形断面チューブを示す。
【図１８ｃ】図１８ｃは種々の構成でフィンに取り付けられた非円形断面チューブを示す。
【図１８ｄ】図１８ｄは種々の構成でフィンに取り付けられた非円形断面チューブを示す。
【図１８ｅ】図１８ｅは種々の構成でフィンに取り付けられた非円形断面チューブを示す。
【図１８ｆ】図１８ｆは種々の構成でフィンに取り付けられた非円形断面チューブを示す。
【図１９ａ】図１９ａはシステム内のコイル構成で使用されている非円形断面チューブを示す。
【図１９ｂ】図１９ｂはシステム内のコイル構成で使用されている非円形断面チューブを示す。
【図２０】図２０はシステムを区画化するのに役立つ非円形断面チューブとフィンとを示す。
【図１】
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【図２】
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【図３ａ】
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【図３ｂ】
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【図３ｃ】
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【図３ｄ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２ａ】
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【図１２ｂ】
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【図１２ｃ】
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【図１３】
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【図１４ａ】
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【図１４ｂ】
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【図１５ａ】
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【図１５ｂ】
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【図１５ｃ】
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【図１５ｄ】
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【図１６ａ】
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【図１６ｂ】
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【図１７ａ】
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【図１７ｂ】
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【図１８ａ】
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【図１８ｂ】
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【図１８ｃ】
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【図１８ｄ】
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【図１８ｅ】
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【図１８ｆ】
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【図１９ａ】
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【図１９ｂ】
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【図２０】
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