CN102869935B - 试剂冰箱 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种试剂冰箱，包括：试剂冰箱室，包括试剂储藏托盘；上壳体，由冷却装置室和冷却净化室形成；侧风道，由在试剂冰箱的一侧具有通孔的侧间壁划界；第二侧风道和后风道之一，第二侧风道单独由在其另一侧具有通孔的侧间壁划界，后风道单独由在其后侧具有通孔的后间壁划界；和上风道，其一端与第二侧或后侧的上部连通，且另一端与冷却净化室连通。因此，可控制试剂冰箱的制冷温度，改善试剂冰箱内的循环流动，从而净化其内的空气并最小化冰箱温度值的偏差。此外，由于试剂冰箱基于封闭循环型结构，所以可防止杂质导入试剂冰箱，从而延长过滤器的使用寿命并降低能耗。而且，即使在试剂冰箱的门打开时，试剂冰箱内的负压分布相对均衡，从而防止由试剂冰箱向室内空间放出有毒气体和难闻气味。更具体地，可改进试剂冰箱以具有部分开放的循环结构，而无需加热器，由此防止爆炸并进行除霜/除湿操作，从而可改善安全性和经济可行性。此外，可自动控制试剂冰箱并可实时监控试剂冰箱室的内部条件。而且，不仅能够实现现场/实时控制，还可实现远程控制。

Description

试剂冰箱
技术领域
本发明涉及一种在安全且无空气污染的环境友好的条件下对通常用于大学和公司的实验室或研究室的多种实验试剂提供低温冷却储藏，同时使试剂质量和滴定度的下降最小化的试剂冰箱，具体地，涉及一种特征为由于冷却器壳体在普通的冷却模式下被流体动力地分成试剂储藏冷却室和过滤器净化室而得到密封循环构造的试剂冰箱。在除霜和除湿模式下，试剂储藏冷却室和过滤器净化室以流体动力的方式部分连通而无需使用加热器，从而得到开放式循环结构。试剂储藏冷却室内的污染空气被强制向上流动，吸入到提供在上侧的净化室内，被安装在其内的过滤器净化，并由冷却器冷却。净化和冷却后的空气经由提供在试剂储藏冷却室内的侧风道强制向下流动，并流入试剂储藏冷却室作为水平流动气流，从而试剂储藏冷却室内的温度能为均匀的。
背景技术
常规试剂冰箱可能会形成为与由木制材料制成的家具相似的简单储藏型和利用驱动力的过滤器净化排放型，或者简单的通风型。后一类可分成配置为将有害气体或难闻气味排放到试剂冰箱外部的室内排放型以及配置为排放至室内空间的室外排放型。
近些年广泛使用的过滤器净化排放型试剂冰箱包括具有在其前侧的透明窗口和多个试剂储藏托盘的试剂储藏室和容纳通风机和滤筒过滤器并提供在试剂储藏室之上的净化室。过滤器净化排放型试剂冰箱内产生的有害气体、难闻气味或污染空气与外部输入的空气混合，并被通风机吸入，然后由滤筒过滤器净化，并排放至外部。
因而，常规过滤器净化排放型试剂冰箱的配置使得被有害气体和难闻气体污染的空气与从其上粘有许多灰尘的室内地板输入的空气混合，因而混合的空气被供应至室内空间。由于室内空间内的空气和灰尘被输入试剂冰箱的内部，并强制通过过滤器，从而使过滤器的效率降低，并缩短了其使用寿命。在以上解释的常规试剂冰箱中，过滤器净化效率降低导致众多实验工作者和研究者居住和工作的室内空间的空气可能会严重污染。
此外，在过滤器净化排放型和简单通风型试剂冰箱的情况下，风道被连接至试剂冰箱，以避免由此将污染空气排放至室外空间的室内空气污染；然而，在此情况下，试剂冰箱难以移动，且室内空气被强制排放至室外空间，因而室内空间的冷却和加热效率降低，且室外空间可能会被排放的有害气体和难闻气体污染。
以上解释的试剂冰箱为装配有用于控制温度的特定装置。
此外，在需要冷却储藏的生物化学相关试剂的情况下，在常规试剂冰箱内储藏试剂时发生质量和滴定度问题。在任何情况下，都可能会浪费昂贵的试剂。
在常规实验室或研究室内需要冷却储藏的试剂通常储藏在主要用于超市的在其前侧或上侧具有窗口的饮料或商品展示冰箱或家用冰箱中；然而，这些冰箱配置为非通风密闭结构。其不具有防爆炸功能和气体泄漏防止功能。为了除霜和除湿，它需要断开电源。因而，上述装置不适用于在冷却环境下储藏试剂。
为了改善上述问题，韩国实用新型20-0440284提供了一种试剂冰箱1′，其特征在于，如图6所示，从试剂冰箱下面输入外部空气，试剂冰箱的上侧之上的空气用冷却单元冷却，经由布置在试剂冰箱的上表面的一侧的排气口被过滤，并排放至外部。
更详细地，常规试剂冰箱1′包括具有在其下侧和上侧提供的进气口2a′和排气口2b′的试剂储藏冷却室2′和具有在其上侧形成的多个通风孔4a′的冷却单元壳体4′。在冷却单元壳体4′内安装有第一和第二过滤器部件3a′和3b′以及冷却单元4b′，且在与试剂储藏冷却室2′的上侧的排气口2b′邻近的区域提供鼓风机4c′。
当空气借助于排气口2b′内的排气扇(未示出)从试剂储藏冷却室2′吸入时，包含地板灰尘的空气从试剂储藏冷却室2c′的下侧输入，与试剂储藏冷却室2内部的被污染且加热的空气一起被第一和第二过滤器部件3a′和3b′净化，并排放至外部。第一和第二过滤器部件3a′和3b′的使用寿命较短。当被试剂储藏冷却室2′的上侧的冷却单元4b′冷却的空气借助于鼓风机4c′传输至下侧时，由于排气扇安装在附近部分，因而冷却的空气可由排气扇吸入，并且可排放至外部或可传输至下侧。随着输入至下侧而形成向上气流的外部空气与形成下气流的冷却空气偏离，因而在试剂储藏冷却室2′内部分地存在较大温度差，冷却效率低，且其为导致较差节能的开放式循环型。
发明内容
因此，本发明的第一目的在于提供改进的试剂冰箱，所述试剂冰箱可使储藏试剂的质量和滴定度的下降最小化。
本发明的第二目的在于提供通过采用密封循环型结构而以高节能为特征的改进的试剂冰箱。
本发明的第三目的在于提供改进的试剂冰箱，所述试剂冰箱在通过改善内循环气流的流体而显著有效地净化试剂冰箱内的空气的同时，可最小化冷却温度差。
本发明的第四目的在于提供一种改进的试剂冰箱，所述试剂冰箱能通过隔断来自外部的灰尘输入而延长过滤器的使用寿命。
本发明的第五目的在于提供一种改进的试剂冰箱，所述试剂冰箱的特征在于，使用者或操作者打开门时，由于在试剂储藏冷却室的内部形成相对均匀的负压，因而有害气体或难闻气体不会从试剂冰箱输入至室内空间。
本发明的第六目的在于提供一种试剂冰箱，所述试剂冰箱在对所述试剂储藏冷却室除霜和除湿时，以能防止因易燃或爆炸性试剂而发生爆炸或着火的可能性的方式提供改善的安全性。
本发明的第七目的在于提供一种试剂冰箱，所述试剂冰箱能通过选择部分开放式循环结构而提供防爆炸功能。
本发明的第八目的在于提供一种试剂冰箱，所述试剂冰箱可实时监控试剂冰箱的内部环境，并且能提供现场控制和遥控控制。
为了实现本发明的第一至第五目的，根据本发明的第一方面，提供一种试剂冰箱，包括：试剂储藏冷却室，具有彼此平行安装的多个试剂储藏托盘；壳体，由冷却装置室与容纳鼓风机、过滤器和蒸发器的冷却净化室形成，并布置在所述试剂储藏冷却室的上方；第一侧风道，被在所述试剂储藏冷却室的一侧具有多个通孔的侧间壁隔开，且与所述冷却净化室连通；第二侧风道，被在所述试剂储藏冷却室的另一侧具有多个通孔的侧间壁隔开；和上风道，所述上风道的一侧的末端与所述第二侧风道的上侧连通，且所述上风道的另一侧的末端与所述冷却净化室的过滤器连通，且由所述过滤器和所述蒸发器形成的净化冷却空气气流利用所述鼓风机经由所述第一侧风道形成向下空气气流，经由所述第一侧间壁的所述通孔朝向各托盘形成水平空气气流，经由所述托盘的网状底部形成向下空气气流，且所述试剂储藏冷却室内的被污染且加热的空气气流经由所述第二侧间壁的所述多个通孔在所述第二侧风道内形成向上空气气流，在所述试剂储藏冷却室的上侧的隔开的上风道内形成水平空气气流，并由所述过滤器和所述蒸发器转换为净化冷却空气气流。
为了实现本发明的上述第一至第五目的，提供一种试剂冰箱，包括：试剂储藏冷却室，具有彼此平行安装的多个试剂储藏托盘；壳体，由冷却装置室与容纳鼓风机、过滤器和蒸发器的冷却净化室形成，并布置在所述试剂储藏冷却室的上方；第一侧风道，被在所述试剂储藏冷却室的一侧具有多个通孔的侧间壁隔开，且与所述冷却净化室连通；后风道，被在所述试剂储藏冷却室的后侧具有多个通孔的后间壁隔开；和上风道，所述上风道的一侧的末端和与所述侧风道分隔开的上述后风道的上侧连通，且所述上风道的另一侧的末端与所述冷却净化室的过滤器连通，且由所述过滤器和所述蒸发器形成的净化冷却空气气流利用所述鼓风机通过所述侧风道经由所述第一侧风道形成向下气流，经由所述侧间壁的所述通孔朝向各托盘形成水平空气气流，经由所述托盘的网状底部形成向下空气气流，且所述试剂储藏冷却室内的被污染且加热的空气气流经由所述后间壁的所述多个通孔在所述后风道内形成向上空气气流，在所述试剂储藏冷却室的上侧的隔开的上风道内形成水平空气气流，并由所述过滤器和所述蒸发器转换为净化冷却空气气流。
为了实现本发明的上述第一至第五目的，所述过滤器包括第一至第三过滤器，且按与所述上风道连通的顺序，所述第一过滤器为高效空气过滤器(HighEfficiency Particulated Arrestor，HEPA)或超高效空气过滤器(Ultra LowPenetration Absolute，ULPA)，所述第二过滤器为微珠过滤器，在所述微珠过滤器中，由吸附剂、碱性氧化物和两性金属氧化物形成的第一类球粒，由碱性金属氧化物、氧化物和两性金属氧化物形成的第二球粒与由碱性金属氧化物和两性金属氧化物形成的第三类球粒以1∶1～5∶3～10、优选1∶2～4∶5～7的重量百分比随意混合，且第三过滤器为活性炭或活性炭纤维无纺布。
为了实现上述第一至第五目的，所述蒸发器位于上述过滤器的下游。
为了实现上述第一至第五目的，在所述第一和第二侧间壁处形成的所述多个通孔形成在各托盘的所述级台处，且在各托盘的所述级台处形成的所述通孔的整个表面积从上部至下部逐渐增大。
为了实现上述第一至第五目的，在所述冷却装置室内安装有冷凝器、膨胀阀、压缩机和通风机，且为了除霜和除湿操作，或加强控制储藏温度或防爆炸性，安装有与所述上风道连通的用于转换为部分开放结构的开关阀。
为了实现上述第一至第五目的，进一步提供：传感器单元，包括测量所述试剂储藏冷却室的内部的有害气体浓度的气体传感器、温度传感器、湿度传感器和流速传感器；数据转换单元，将由所述传感器单元测量的检测信号转换为数字信号并输出该信号；微控制器，实时地自动或手动控制所述冷却装置和所述鼓风机的操作以及所述开关阀的开关操作，显示所述试剂储藏冷却室的操作条件设定和操作状态的数据，通过现场或远程个人计算机执行实时控制，并执行信号处理和控制以在紧急情况下通过数据服务器将相应的信息传输给便携式电话或个人计算机；显示控制器，接收来自所述微控制器的数据并显示，确定所述开关阀的打开和关闭，控制所述冷却装置和所述鼓风机的操作，并处理用于将来自触摸板或远程个人计算机的信号输出至所述微控制器的信号；和控制器，具有显示来自所述显示控制器的信号的触摸面板；实时显示所述试剂储藏室内的温度、湿度、过滤器效率和流速，且所述试剂冰箱的操作能通过触摸板或远程个人计算机进行远程控制。
根据本发明的改进的试剂冰箱能够控制冷却温度以使储藏试剂的质量和滴定度的下降最小化，并能够通过改善内部循环气流的流动而平稳有效地净化试剂储藏室内部的空气，同时最小化冷却温度差。本发明采用密封循环型结构，由此隔断来自外部的灰尘输入，并能够延长使用寿命。与开放型结构相比，它的特征在于有效地节能。在使用者或操作者打开门时，在试剂储藏冷却室的内部形成均匀负压，因而有害气体或难闻气味不会从试剂储藏冷却室输入，且需要时可部分采用开放式循环结构，因而可提供防爆炸功能。可不通过加热器，而是通过由冷凝器和压缩机自然产生的热气流进行试剂储藏冷却室的除霜和除湿操作。能够以低成本消除由于易燃或爆炸性试剂而可能会发生的任何爆炸或着火，由此可提高安全性。可选择特定数量的滤筒过滤器并自由调整，因而其可用性高。所有操作条件，如试剂室的温度和湿度、有害气体的浓度和速度以及电功输入状态可显示于试剂室的显示单元，并可自动控制，或可显示于停留在远处的管理者或操作者的个人计算机。需要时，此类条件还可记录于远处管理者或操作者的个人计算机中，因而可通过最佳的试剂储藏和管理来有效地防止滴定度等级的下降或降低。
附图说明
图1为表示根据本发明的试剂冰箱的外观的正视图。
图2为表示图1的门在打开状态下的正视图。
图3为表示根据本发明第一实施方式的试剂冰箱的正视横截面图。
图4a为表示根据本发明第二实施方式的试剂冰箱的正视横截面图。
图4b为图4a的局部剖视的侧横截面图。
图5为表示适用于根据本发明的图1的试剂冰箱的控制系统的框图。
图6为表示常规试剂冰箱的竖直的截面图。
<附图标记说明>
1、1a：密封循环型试剂冰箱
2：试剂储藏冷却室
21：门            22：窗口
23：架子          24：托盘(tray)
24a：网形底部
3：壳体
31：净化室门      32：热绝缘间壁
4：冷却净化室
41：鼓风机        42：过滤器壳体
42a：第一过滤器   42b：第二过滤器
42c：第三过滤器   43：开口
44：蒸发器        45：导板
5：冷却装置室
51：冷凝器        52：膨胀阀
53：压缩机        54、55：管道
56：鼓风机        57：开关阀
58：通风口        59：过滤器
6、6a：第一侧风道和第二侧风道
61、61a：侧间壁   62、62a：通孔
7：风道
71：后间壁        72：通孔
8：上风道
81：间壁          82：底部
9：控制器
91：状态指示灯    92：传感器单元
93：数据转换单元    94：微控制器
95：显示控制器      96：计时器
97：存储单元        98：显示单元
99：数据服务器      100：便携式电话
200：个人计算机     300：冷却装置
具体实施方式
将参照附图详细说明本发明。
图1为表示根据本发明的试剂冰箱1的外观的正视图，图2为表示图1的门21在打开状态下的正视图。本发明的试剂冰箱包括试剂储藏冷却室2和提供在试剂储藏冷却室2的上方的壳体3。窗口22安装在门21上。多个架子(是指图3中的附图标记23)安装在试剂储藏冷却室2内，并以上下结构按规定间隔分隔开。每个看似抽屉的多个托盘24以缩回的方式提供在上述架子上。
每个托盘24的底部形成为网形底部24a。除霜和除湿加热器(未示出)可安装在门21的外框架内，以防止在窗口22上形成气流，或者除湿加热电缆(未示出)可附接在窗口22的外表面上，且保护膜(未示出)可涂布在该表面上。
图中的附图标记9表示控制器(尤其是状态显示灯)。
图3为根据本发明第一实施方式的试剂冰箱1的正视横截面图。试剂冰箱1包括装配有平行安装的多个试剂储藏托盘24的试剂储藏冷却室2、冷却净化室4和冷却装置室5。壳体3提供在试剂储藏冷却室2的上方。第一侧风道6和第二侧风道6a以及上风道8分别提供在试剂储藏冷却室2的左侧和右侧以及上侧。
鼓风机41、过滤器42a、42b和42c以及蒸发器(热交换器)44安装在布置于壳体3的一侧的净化室4的内部。由于第一至第三过滤器42a、42b和42c在形成上下级台(stage)的同时依次堆叠，所以它们以滤筒形状安装在与上风道8连通的过滤器壳体42的内部。蒸发器4提供在它的上侧。鼓风机41提供在蒸发器附近的横侧。本发明不限于此。可采用任何构造，只要蒸发器44布置在过滤器42a、42b和42c的下游处。例如，第一至第三过滤器42a、42b和42c可安置在左侧和右侧，然后可安置蒸发器44和鼓风机41。
上述净化冷却气流可通过在鼓风机44外部的冷却净化室4的上角落部分倾斜安装导板45而向下引入至第一侧风道6。
在壳体3的另一侧安置的冷却装置室5内提供有冷凝器51、膨胀阀52、压缩机53和通风机56。
管道54与冷凝器51和蒸发器44流体动力连接，且管道55与蒸发器44和压缩机53流体动力连接。
因此，由冷凝器51冷凝的制冷剂经由膨胀阀52而体积膨胀，由蒸发器44蒸发，获取周围热量并冷却周围空气，且加热的制冷剂由压缩机53压缩，并由冷凝器51液化。
冷却净化室4和冷却装置室5被热绝缘间壁32隔开，且管道54和55通过热绝缘间壁32。
在冷却装置室5内提供有通风机56和通孔58a，从而由冷凝器51和压缩机53产生的热量经由通风口58排放至外部。
如图中所示，在通风机56的下侧提供有用于转换为部分开放结构的开关阀57，该开关阀57配置用于除霜和除湿操作、控制储藏温度升高或防爆炸。在连通结构中，冷却装置室5内的热气流可利用通风机56强制流入上风道8，且过滤器59接合在开关阀57上。
在此，开关阀57可自由调整，只要它提供在通风机56的内侧。
第一侧风道6被在试剂储藏冷却室2的一侧具有多个通孔62的侧间壁61隔开，且其顶部与冷却净化室4连通。
第二侧风道6a被在试剂储藏冷却室2的另一侧具有多个通孔62a的侧间壁61a隔开，且其顶部与上风道8连通。
第一侧风道6和第二侧风道6a的宽度以及上风道8的高度没有限制；然而，它们分别为3至20cm，更优选5至15cm，最优选5至10cm，为细长构造。如果它们分别低于3cm，则分别可能会在流动中存在延滞。相反，如果它们分别高于20cm，则与试剂冰箱1的尺寸相比，试剂储藏冷却室2的试剂容纳能力明显降低。
在第一侧间壁61和第二侧间壁61a中，多个通孔62和62a形成在托盘24的各级台处，且位于托盘24的各级台的通孔62和62a的整个表面积从上级台至下级台逐渐增大，且基于通孔62和62a的直径增大来确定各级台之间的通孔62和62a的整个表面积(例如，如图4b所示，各通孔62和62a的直径为25mm，水平与竖直相邻的通孔62或通孔62a之间的距离为60mm和40mm，且上侧的第一级台和第二级台的数量为13，中心的第三级台和第四级台的数量为15，上侧的第五级台的数量为17)。在另一种方式中，它可基于直径的增大来确定(例如，相邻的通孔62和62a之间的距离与上述相同，且在上侧的第一级台和第二级台中，直径为25mm的的通孔62或62a的数量为13，在中心的第三级台和第四级台中，直径为26mm的的通孔62或62a的数量为13，在下侧的第五级台中，直径为27mm的通孔62或62a的数量为13)。显然，根据多种参数，如鼓风机和冷却装置的能力、第一侧风道6和第二侧风道6a的宽度和长度、试剂储藏冷却室的宽度和长度、托盘24的各级台的高度、所需设计的冷却系统的温度范围以及内循环气流的流速，可在相对较宽的范围内适当地确定上述尺寸。
上风道8可配置为，其一端与第二侧风道6a的上侧连通，另一端与冷却净化室4的每个过滤器42a、42b和42c连通。在邻近过滤器42a、42b和42c的部分可安装间壁81，间壁81帮助被污染且加热的空气气流从上风道8平稳地输入过滤器42a、42b和42c。
将说明试剂储藏冷却室2和冷却净化室4内的空气循环气流的流动。在导入上风道8的被污染且加热的空气气流中，通过过滤器42a、42b和42c和蒸发器44的净化的冷却空气气流(流体A)利用鼓风机41经由第一侧风道6形成向下空气气流(流体B)，且经过第一侧间壁61的通孔62朝向托盘24的各级台形成水平空气气流(流体C)。经由各托盘24的网状底面24a形成向下空气气流(流体D)，试剂储藏冷却室2内的被污染且加热的空气气流经由第二侧间壁61a的通孔62a在第二侧风道6a内形成向上空气气流(流体E)，经由与试剂储藏冷却室2的上侧隔开的上风道8形成水平空气气流(流体F)，随后形成吸入到过滤器42a、42b和42c的向上空气气流(流体G)。最后，由过滤器42a、42b和42c和蒸发器44过滤上述空气，并利用过滤器42a、42b和42c和蒸发器44的热交换转换为冷却净化过的冷却空气气流(流体A)。
为了除霜和除湿功能，或加强控制储藏温度或防爆炸性，由控制器(是指图1的附图标记9)打开开关阀57，开关阀57变成部分开放结构，从而在鼓风机56的帮助下，由冷却装置室5内的冷凝器51和压缩机53产生的加热空气经过过滤器59和开关阀57被导入上风道8(是指虚线箭头H)。以上解释的结构主要是指进行除霜和除湿功能的控制，并利用加热的空气升高温度而不使用加热器，从而可消除由于易燃或爆炸性试剂而可能会产生的任何可能危险因素。
如图中所示，位于根据本发明试剂冰箱1的试剂储藏冷却室2内部的下侧、中心和上侧的各托盘的水平空气气流的流速差最大为0.8米/秒，优选保持低于0.4米/秒，且试剂储藏冷却室2内部的水平空气气流的流速均匀地保持为0.5至1.5米/秒。
由于流速在试剂储藏冷却室2的内部总是一致的，因而它可具有比大气压低0.4至0.8毫巴的负压，优选具有比大气压低0.4至0.6毫巴的负压。因此，即使使用者打开门，试剂储藏冷却室2内部的空气也不会输入到室内空间。
优选在第二侧风道6a、优选在其下侧提供杆状鼓风机(rod-shaped blower)(未示出)，由此提高试剂冰箱1的内部的空气循环的速率。
本发明的试剂冰箱1优选由金属材料制成，且其外表面涂有耐化学品性的陶瓷或合成树脂。弹性紧密接触元件如弹性体或弹性树脂磁体安装在门的内表面和与其内表面接触的主体的外表面(图中未示出)以密封它们。配置用于使用者目视检查试剂储藏冷却室2内部的窗口22由透明材料如玻璃、亚克力、聚碳酸酯等制成。
在壳体3内提供有控制器9。在壳体3的前侧安装有门(未提供附图标记)，通过门构造，容易进行工作，如过滤器壳体24的部件更换、清洁等，并对冷却净化室4和冷却装置室5内的内部构件进行检查或修理。
将说明适合于根据本发明的试剂冰箱1的过滤器42a、42b和42c。
第一至第三过滤器42a、42b和42c以滤筒形状提供在冷却净化室4的过滤器壳体42内。本发明中，第一至第三过滤器42a、42b和42c的安装顺序不限于此，且此顺序可自由改变。简单起见，将从为了连通而连接至上风道8的一侧进行解释。在此，第一过滤器42a为高效空气过滤器(HEPA)或超高效空气过滤器(ULPA)。第二过滤器42b为微珠过滤器，在微珠过滤器中，由吸附剂、碱性金属氧化物和两性金属氧化物形成的第一类球粒，由碱性金属氧化物、氧化物和两性金属氧化物形成的第二类球粒与由碱性金属氧化物和两性金属氧化物形成的第三类球粒以1∶1～5∶3～10、优选以1∶2～4∶5～7的重量百分比随意混合。第三过滤器42c为由活性炭或活性炭纤维无纺布形成的活性炭过滤器。
第一过滤器42a为已知构件，且将更详细地进行说明。HEPA过滤器由微玻璃纤维制成，主要用于过滤0.3μm颗粒。通常使用利用标准邻苯二甲酸二辛酯计数法而具有99.7％以上、优选99.97％以上的收集效率的过滤器。压力的初始损失为24～26mmAq，且压力的末端损失为46～55mmAq。ULPA过滤器由超微玻璃纤维制成，能够以99.99％、优选99.9995％以上过滤0.1～0.17μm的颗粒，且压力的初始损失为25～27mmAq，压力的末端损失为50～58mmAq。
本发明中，根据储藏试剂的类型、安装地点及其目的，第一过滤器42a可在HEPA过滤器和ULPA过滤器之间选择。为了普通应用，考虑到成本和维护，通常选择HEPA过滤器。
第二过滤器42b由第一类球粒、第二类球粒和第三类球粒制成，第一类球粒由50～65wt％的吸附剂、15～30wt％的碱性金属氧化物、5～15wt％的两性金属氧化物和5～15wt％的粘合剂形成，第二类球粒由25～40wt％的碱性金属氧化物、25～40wt％的氧化物、25～40wt％的两性金属氧化物和5～15wt％的粘合剂形成，第三类球粒由50～70wt％的碱性金属氧化物、20～40wt％的两性金属氧化物和5～15wt％的粘合剂形成。
在此，碱性金属氧化物为选自由Na2O、K2O、Rb2O、Cs2O、MgO、CaO、SrO、BaO、CrO、Ti2O3、Cr2O3、MnO和Mn2O3组成的组中的至少一种化合物，两性金属氧化物为选自由Al2O3、SnO2和PbO2组成的组中的至少一种化合物，氧化物为KMnO4、MnO2或PbO2，吸附剂为活性炭，且粘合剂为硅胶、羧甲基纤维素钠(CMC)或纸浆粉(pulp powder)。
第一、第二和第三类球粒随意容纳在具有多个小孔的滤筒内，从而形成可流动的球粒微珠作为第二过滤器42b。
更详细地，第一类球粒具有1.91～2.17cc/g的孔隙体积、920～970m2/g的比表面积(BET)和8.8～9.3mmAq/5cm高度的压力损失，第二类球粒具有1.02～1.18cc/g的孔隙体积、766～792m2/g的比表面积(BET)和7.6～8.4mmAq/5cm高度的压力损失，且第三类球粒具有1.57～1.69cc/g的孔隙体积、788～823m2/g的比表面积(BET)和7.7～8.2mmAq/5cm高度的压力损失。
用于第一至第三类球粒的造粒的特征在于，通过球磨机研磨加工上述组分以具有150～1200目，并用造粒单元制造为特定形状和尺寸。本发明中，第一至第三类球粒的水含量最多为5wt％。
第三过滤器42c为碳纤维，且它是将活性炭和碱性金属氧化物加入其中的无纺布过滤器，或者是碱性金属氧化物加入其中的活性炭纤维无纺布过滤器。在活性炭和碱性金属氧化物加入其中的天然纤维或人造纤维无纺布过滤器的情况下，70～85wt％的活性炭、10～25wt％的碱性金属氧化物和3～8wt％的粘合剂被均匀混合并涂布到无纺布上。在碱性金属氧化物加入其中的活性炭纤维无纺布过滤器的情况下，80～95wt％的碱性金属氧化物和5～20wt％的粘合剂被均匀混合并涂布。
可在市场上易于购得的活性炭纤维无纺布的普通物理性能具有100～300g/m3的密度、1～6mm的厚度和0.04～0.1g/cm3的密度。
在紧接于开关阀57的上游或下游接合的过滤器59为预滤器，或预滤器和高效空气过滤器(HEPA)，或预滤器和超高效空气过滤器(ULPA)。
在此，预滤器可为作为已知过滤器能够再循环的由PVC、PE或PP制成的无纺布过滤器，或不能再循环的多孔海绵过滤器或玻璃纤维过滤器。优选预滤器具有60～85％的最大灰尘收集效率和5.5～8.5mmAq(H2O)的初始压力损失。
考虑到多种参数，如储藏在试剂储藏冷却室2内的试剂的本质和特性、预计的过滤器更换周期、试剂冰箱的尺寸、目标安全性水平、鼓风机的能力、除霜和除湿调节以及使用频率，配置用于容纳第一至第三过滤器42a、42b和42c以及过滤器59的滤筒的类型、厚度和密度可在能够保持上述流速和负压水平的范围内适当地选择或结合。需要时，上述滤筒的位置顺序可改变。
根据本发明的试剂冰箱可控制在3～25℃、优选3～18℃、最优选3～10℃的范围内。
图4a和图4b为表示本发明第二实施方式的图3的试剂冰箱1的正视图和部分截取侧横截面图。与根据本发明第一实施方式的图3的试剂冰箱1相比，除了安装后风道7代替图3的第二侧风道6a以外，整体构造与第二实施方式相同，且将省略对相同构造的说明。
图4a和图4b的试剂冰箱1a未装配有属于图3的试剂冰箱1的第二侧风道6a，从而第二侧风道6a的功能由本实施方式中的后风道7进行。其它构造相同。
作为不同特征，仅仅是试剂冰箱1a的结构中与侧风道6分隔开的后风道7的后上部分(图中的右上侧)部分打开并与上风道8连通。上述结构有助于在试剂储藏冷却室2内获得均匀的温度分布。
如图4a和图4b所示，在根据本发明的第二实施方式的试剂冰箱1a中，将对试剂储藏冷却室2和冷却净化室4内的空气循环气流的流体进行说明。在由上风道8导入的被污染且加热的空气气流中，通过过滤器42a、42b和42c和蒸发器44形成的净化冷却空气气流(流体A)利用鼓风机41经由侧风道6形成向下空气气流(流体B)，经过侧间壁61的多个通孔62朝向每个托盘24的级台形成水平空气气流(流体C)，并经由各托盘24的网状底面24a形成向下空气气流(流体D)，且试剂储藏冷却室2内的被污染且加热的空气气流经由后风道7的后间壁71的多个通孔72在后风道7内形成向上空气气流(流体E)，然后经由在试剂储藏冷却室2的上侧隔开的上风道8形成水平空气气流(流体F)，并形成吸入到过滤器42a、42b和42c中的向上空气气流(流体G)，最终转换为由过滤器42a、42b和42c和蒸发器44过滤、热交换后冷却的净化空气气流(流体A)，并由鼓风机41传输。
为了除霜和除湿操作，或储藏温度或防爆炸操作的控制提高而打开开关阀57，开关阀57变成部分开放结构，从而被加热的空气气流利用鼓风机56经过过滤器59和开关阀57被导入上风道8(由虚箭头H指示)，该操作与较早的操作相同。
后风道7的后间壁71的多个通孔72的构造与图3的第一和第二侧间壁的多个通孔的构造相同。其余构造，如试剂冰箱1a的试剂储藏冷却室2的内部的流速和负压范围实际上与图3所示的构造相同，因而将省略对其说明。
图5为表示适用于根据本发明的密封循环型试剂冰箱1的控制器9的框图，且如图5和6所示的根据本发明的密封循环型试剂冰箱1a、1b通常适用于以上说明的实施例。
控制器9包括由测量试剂储藏冷却室2内的有害气体浓度的气体传感器921、温度传感器922、湿度传感器923和流速传感器(未示出)组成的传感器单元92。由传感器单元92测量的检测信号由数据转换单元93的模数转换器931、932和933转换为数字信号并输出。微控制器94基于该数字信号实时地自动或手动控制冷却装置51、52、53和54以及鼓风机41的操作和开关阀57的打开和关闭。它在通过现场或远程个人计算机执行实时控制并利用数据服务器99将相应的信息传输给便携式电话100或个人计算机200的同时，还可帮助显示试剂储藏冷却室2的操作条件设定和操作状态的数据。计时器96用于保存具体条件如温度、湿度、流速、有害气体浓度等的操作时间。显示控制器95配置用于接收来自微控制器94的数据，并对其显示，并处理用于将由触摸板(或触摸屏)982输入的信号、或来自远程个人计算机200的信号输出至微控制器94的信号，同时在显示单元98上显示来自显示控制器95的信号。
试剂储藏冷却室2内的温度、湿度和有害气体浓度以及过滤器效率和流速实时显示在触摸板982和远程个人计算机200上，并存储于存储单元98。在微控制器94的运行期间响应输入信号而改变的不同操作状态被自动控制或实时控制。在异常运行或电源故障的情况下，使用短信服务(SMS)或电子邮件的报警功能可通过数据服务器99传输给便携式电话100或个人计算机200。
以详细的实施方式说明了本发明；然而显然，本领域技术人员可变更或修改上述公开内容而不背离本发明的思想范围。

Claims (19)

1.一种试剂冰箱，包括：
试剂储藏冷却室，具有彼此平行安装的多个试剂储藏托盘；
壳体，由冷却装置室与容纳鼓风机、过滤器和蒸发器的冷却净化室形成，并布置在所述试剂储藏冷却室的上方；
第一侧风道，被在所述试剂储藏冷却室的一侧具有多个通孔的侧间壁隔开，且与所述冷却净化室连通；
第二侧风道，被在所述试剂储藏冷却室的另一侧具有多个通孔的侧间壁隔开；和
上风道，所述上风道的一侧的末端与所述第二侧风道的上侧连通，且所述上风道的另一侧的末端与所述冷却净化室的过滤器连通，且
由所述过滤器和所述蒸发器形成的净化冷却空气气流利用所述鼓风机经由所述第一侧风道形成向下空气气流，经由所述第一侧间壁的所述通孔朝向各托盘形成水平空气气流，经由所述托盘的网状底部形成向下空气气流，且所述试剂储藏冷却室内的被污染且加热的空气气流经由所述第二侧间壁的所述多个通孔在所述第二侧风道内形成向上空气气流，在所述试剂储藏冷却室的上侧的隔开的上风道内形成水平空气气流，并由所述过滤器和所述蒸发器转换为净化冷却空气气流。
2.一种试剂冰箱，包括：
试剂储藏冷却室，具有彼此平行安装的多个试剂储藏托盘；
壳体，由冷却装置室与容纳鼓风机、过滤器和蒸发器的冷却净化室形成，并布置在所述试剂储藏冷却室的上方；
第一侧风道，被在所述试剂储藏冷却室的一侧具有多个通孔的侧间壁隔开，且与所述冷却净化室连通；
后风道，被在所述试剂储藏冷却室的后侧具有多个通孔的后间壁隔开；和
上风道，所述上风道的一侧的末端和与所述侧风道分隔开的所述后风道的上侧连通，且所述上风道的另一侧的末端与所述冷却净化室的过滤器连通，且
由所述过滤器和所述蒸发器形成的净化冷却空气气流利用所述鼓风机通过所述侧风道经由所述第一侧风道形成向下气流，经由所述侧间壁的所述通孔朝向各托盘形成水平空气气流，经由所述托盘的网状底部形成向下空气气流，且所述试剂储藏冷却室内的被污染且加热的空气气流经由所述后间壁的所述多个通孔在所述后风道内形成向上空气气流，在所述试剂储藏冷却室的上侧的隔开的上风道内形成水平空气气流，并由所述过滤器和所述蒸发器转换为净化冷却空气气流。
3.根据权利要求1或2所述的试剂冰箱，其中，所述过滤器包括第一至第三过滤器，且按与所述上风道连通的顺序，所述第一过滤器为高效空气过滤器或超高效空气过滤器，所述第二过滤器为微珠过滤器，在所述微珠过滤器中，由吸附剂、碱性金属氧化物和两性金属氧化物形成的第一类球粒，由碱性金属氧化物、两性金属氧化物和另一种氧化物形成的第二类球粒与由碱性金属氧化物和两性金属氧化物形成的第三类球粒以1:(1～5):(3～10)的重量百分比随意混合，且第三过滤器为活性炭。
4.根据权利要求3所述的试剂冰箱，其中，在所述第二过滤器中，所述第一类球粒由50～65wt％的吸附剂、15～30wt％的碱性金属氧化物、5～15wt％的两性金属氧化物和5～15wt％的粘合剂形成，所述第二类球粒由25～40wt％的碱性金属氧化物、25～40wt％的两性金属氧化物、25～40wt％的另一种氧化物和5～15wt％的粘合剂形成，所述第三类球粒由50～70wt％的碱性金属氧化物、20～40wt％的两性金属氧化物和5～15wt％的粘合剂形成，且所述碱性金属氧化物为选自由Na2O、K2O、Rb2O、Cs2O、MgO、CaO、SrO、BaO、CrO、Ti2O3、Cr2O3、MnO和Mn2O3组成的组中的至少一种化合物，所述两性金属氧化物为选自由Al2O3、SnO2和PbO2组成的组中的至少一种化合物，所述另一种氧化物为KMnO4、MnO2或PbO2，所述吸附剂为活性炭，所述粘合剂为硅胶、羧甲基纤维素钠或纸浆粉，且第一类球粒、第二类球粒和第三类球粒容纳在具有多个小孔的滤筒内，从而形成可流动的球粒微珠。
5.根据权利要求4所述的试剂冰箱，其中，所述第一类球粒具有1.91～2.17cc/g的孔隙体积、920～970m2/g的比表面积和8.8～9.3mmAq/5cm高度的压力损失，所述第二类球粒具有1.02～1.18cc/g的孔隙体积、766～792m2/g的比表面积和7.6～8.4mmAq/5cm高度的压力损失，且所述第三类球粒具有1.57～1.69cc/g的孔隙体积、788～823m2/g的比表面积和7.7～8.2mmAq/5cm高度的压力损失。
6.根据权利要求1或2所述的试剂冰箱，其中，所述蒸发器位于所述过滤器的下游。
7.根据权利要求1所述的试剂冰箱，其中，在所述第一侧间壁和第二侧间壁处形成的所述多个通孔形成在各托盘的级台处，且在各托盘的所述级台处形成的所述通孔的整个表面积从上部至下部逐渐增大。
8.根据权利要求2所述的试剂冰箱，其中，在所述侧间壁和所述后间壁处形成的所述多个通孔形成在各托盘的级台处，且在各托盘的所述级台处形成的所述通孔的整个表面积从上部至下部逐渐增大。
9.根据权利要求7或8所述的试剂冰箱，其中，在各托盘的所述级台处形成的所述通孔的整个表面积基于具有相同直径的所述通孔的增多而增大，或者基于具有相同数量的所述通孔的直径增大而增大。
10.根据权利要求1或2所述的试剂冰箱，其中，在所述冷却净化室的上侧安装有用于引导所述净化冷却空气气流向下的导板，且提供间壁以使被污染且加热的空气气流从所述上风道平稳地导入所述过滤器。
11.根据权利要求1或2所述的试剂冰箱，其中，在所述冷却装置室内安装有冷凝器、膨胀阀、压缩机和通风机，且为了除霜和除湿操作，或加强控制储藏温度或防爆炸性，安装有与所述上风道连通的用于转换为部分开放结构的开关阀。
12.根据权利要求11所述的试剂冰箱，其中，在所述开关阀附近的上游或下游处提供有预滤器，或预滤器和高效空气过滤器，或预滤器和超高效空气过滤器。
13.根据权利要求1或2所述的试剂冰箱，其中，所述试剂储藏冷却室装配有门，在所述门的前侧提供有窗口，且用于除湿功能的加热电缆附接在所述门的框架的内部，或附接于所述窗口的前侧，且在所述窗口的前侧上涂有保护膜。
14.根据权利要求11所述的试剂冰箱，其中，所述开关阀位于所述通风机的叶片的下侧，且在打开所述开关阀时通过所述通风机将由所述压缩机和所述冷凝器产生的被加热的空气气流经由所述开关阀导入所述上风道内。
15.根据权利要求1所述的试剂冰箱，其中，在所述第二侧风道的下侧提供有杆状鼓风机。
16.根据权利要求2所述的试剂冰箱，其中，在与所述侧风道分隔开的所述后风道的下侧提供有杆状鼓风机。
17.根据权利要求1或2所述的试剂冰箱，其中，所述侧风道的宽度和所述上风道的高度为3至20cm，且位于所述试剂储藏冷却室内部的下侧、中心和上侧的托盘的流速差最大为0.8米/秒，所述试剂储藏冷却室内部的流速为0.5至1.5米/秒，且所述试剂储藏冷却室的内部具有比大气压低0.4至0.8毫巴的负压态。
18.根据权利要求11所述的试剂冰箱，其中，所述试剂冰箱进一步包括：
传感器单元，包括测量所述试剂储藏冷却室的内部的有害气体浓度的气体传感器、温度传感器、湿度传感器和流速传感器；
数据转换单元，将由所述传感器单元测量的检测信号转换为数字信号并输出；
微控制器，实时地自动或手动控制所述冷却装置和所述鼓风机的操作以及所述开关阀的开关操作，显示所述试剂储藏冷却室的操作条件设定和操作状态的数据，通过现场或远程个人计算机执行实时控制，并执行信号处理和控制以在紧急情况下通过数据服务器将相应的信息传输给便携式电话或个人计算机；
显示控制器，接收来自所述微控制器的数据并显示，确定所述开关阀的打开和关闭，控制所述冷却装置和所述鼓风机的操作，并处理用于将来自触摸板或远程个人计算机的信号输出至所述微控制器的信号；和
显示单元，具有显示来自所述显示控制器的信号的触摸面板，且
实时显示所述试剂储藏室内的温度、湿度、过滤器效率和流速，且所述试剂冰箱的操作能通过触摸板或远程个人计算机进行远程控制。
19.根据权利要求3所述的试剂冰箱，其中，所述第三过滤器为活性炭纤维无纺布。
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