CN112639070B - 培养装置 - Google Patents

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Abstract

培养装置具备：内箱，其在内侧形成有培养空间；外箱，其以在与所述内箱的外侧之间空出第一空间的方式覆盖所述内箱的外侧；CO2传感器，其配置于所述第一空间且该CO2传感器的第一端部在所述培养空间中露出；以及限制部件，其在所述第一空间内限制流体朝向所述CO2传感器的流动。

Description

培养装置
技术领域
本发明涉及培养装置。
背景技术
已知一种培养装置，其具备向培养空间供给二氧化碳(CO2)气体的机构和检测培养空间的CO2浓度的CO2传感器，根据CO2传感器的检测结果来控制CO2气体的供给量(例如专利文献1)。通过这样的结构，使培养空间的空气的CO2浓度成为适于细胞、微生物等的培养的浓度。
在这样的培养装置中，有时将CO2传感器(例如红外线检测方式的红外传感器)配置在设置于培养装置的内箱的外部的传感器箱内。培养装置内的空气经由配管被引入至传感器箱内，通过CO2传感器来检测CO2浓度。通过对传感器箱内进行加温，从而使温度保持恒定，并且防止结露，其结果，能够利用传感器箱内的CO2传感器高精度地检测CO2浓度。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2017-035013号公报。
发明内容
发明要解决的问题
然而，在像这样将培养空间的空气引入至传感器箱内来检测该空气的CO2浓度的结构中，需要用于将空气引入至传感器箱内的配管。因此，会与设置配管相应地导致培养装置的成本上升和尺寸增大。
本发明是为了解决这样的问题而做出的，其目的在于降低培养装置的成本和减小尺寸。
解决问题的方案
为了解决上述现有的问题，本发明的培养装置构成为具备：内箱，其在内侧形成有培养空间；外箱，其以在与所述内箱的外侧之间空出第一空间的方式覆盖所述内箱的外侧；CO2传感器，其配置于所述第一空间且该CO2传感器的第一端部在所述培养空间中露出；以及限制部件，其在所述第一空间内限制流体朝向所述CO2传感器的流动。
发明效果
根据本发明，能够实现培养装置的成本降低和尺寸减小。
附图说明
图1是从右侧观察本发明的一实施方式的培养装置的示意性的纵剖面。
图2是在本发明的一实施方式中以拆下罩的状态表示培养装置的背面的示意图。
具体实施方式
下面，参照附图对本发明的实施方式的培养装置进行说明。以下所示的实施方式只不过是例示，并不排除在以下的实施方式中未明确示出的各种变形或技术的应用。另外，实施方式的各结构可以在不脱离它们的主旨的范围内进行各种变形来实施。并且，实施方式的各结构可以根据需要进行取舍选择或适当组合。
以下，在培养装置中，将使用时用户面对的一侧(后述的外门3a和内门3b所在的一侧)设为前，将其相反侧设为后。另外，以从前向后观察的情况为基准来确定左右。
此外，在用于说明实施方式的所有图中，原则上对相同要素标以相同附图标记，有时也省略其说明。
[1.结构]
参照图1和图2对本实施方式中的培养装置1进行说明。图1是从右侧观察本实施方式的培养装置的示意性的纵剖面。图2是在本实施方式中以拆下罩的状态表示培养装置的背面的示意图。
图1和图2所示的培养装置1是培养细胞、微生物等培养物的装置。该培养装置1构成为具备：在内部形成有培养空间20且在前面形成有开口21的大致箱状的隔热箱2；以及用于开闭开口21的外门3a和内门3b。培养空间20被多个(这里为3个)隔板4在上下方向上分隔。在外门3a的外缘设置有填密件P1。
如后面说明的那样，以将温度、湿度和CO2浓度分别保持在适当的范围内的方式控制培养空间20，以使其成为适于进行细胞、微生物等的培养的环境。
隔热箱2构成为具有：在内部形成有培养空间20的大致箱状的内箱2a；以及覆盖内箱2a的外侧的大致箱状的外箱2b。
外箱2b在其内表面侧具备隔热材料2c。在外箱2b的隔热材料2c的内表面与内箱2a的外表面之间，以覆盖内箱2a的上下左右和后方的方式设置有空间S1。在该空间S1充满空气，在空间S1内形成有空气层(也被称作“气套”)2d。空间S1相当于本发明的第一空间。空间S1在前方具有开口部，该开口部被填密件P2密封。利用内门3b和填密件P2来确保培养空间20的密闭性。
在培养空间20中，在内箱2a的背面配置有沿上下方向延伸的管道5。在管道5的内部形成有空气的气体通路K，该空气包含CO2等。培养装置1从形成于管道5的上部的吸入口5a吸入培养空间20中的包含CO2等的空气，从设置于管道5的下部的吹出口5b向培养空间20吹出空气。由此，进行箭头A1、A2、A3、A4所示的空气的强制循环。在管道5内配置有用于进行这样的强制循环的循环用送风机5c。
另外，在管道5的下部与内箱2a的底板之间配置有储存加湿用的水W的加湿盘6。加湿盘6被设置于内箱2a的底板的加热线(省略图示)加热而使水W蒸发。
在内箱2a设置有检测培养空间20中的空气的CO2浓度的CO2传感器8。CO2传感器是红外线检测方式的红外传感器。在红外传感器中，在从发光元件向进入传感器内部的空气照射红外线的同时，用受光元件接收该红外线，根据红外线的透过率来检测该空气的CO2浓度。
该CO2传感器8的前端部8a(第一端部)在培养空间20中露出，详细而言，露出在管道5内的气体通路K中，该CO2传感器8的后端部8b(第二端部)安装于隔热材料2c。在CO2传感器8的前端部8a设置有用于向上述的发光元件与受光元件之间引导空气的开口(省略图示)。
在空间S1内即空气层2d中，在CO2传感器的周围设置有密封材料9。密封材料9是将上边、右边、下边和左边形成为一体的框体。密封材料9以分别与内箱2a的外表面以及外箱2b的内表面(详细而言为隔热材料2c的内表面)紧贴的方式设置，并且被配置为CO2传感器8位于框内。即，以从上下左右包围CO2传感器8的方式设置有框状的密封材料9。由此，形成相对于上下左右将CO2传感器8的周围密封起来的密封空间S2。密封材料9相当于本发明的限制部件，密封空间S2相当于本发明的第二空间。
另外，在管道5内，为了对流通于管道5内及流通于培养空间20内的空气、以及管道5的吹出口5b下方的加湿盘6内的水W进行杀菌而设置有紫外线灯7。
另外，培养装置1从设置于外门3a的操作装置100接受培养装置1的启动和停止的指示、培养空间20的目标温度(例如37℃)、目标湿度(例如93％RH(相对湿度))、CO2气体的目标浓度(例如5％)等的指示的输入。然后，控制装置(省略图示)以使培养空间20的温度、湿度、CO2浓度成为上述目标值的方式进行控制。
隔热箱2的外箱2b的背面和底面被罩10覆盖。在外箱2b的背面与罩10之间的空间形成用于配置各种设备的机械室S3。在机械室S3设置有向培养空间20供给CO2气体的气体供给装置12、传感器箱13、测定培养空间20的温度的温度传感器(省略图示)以及收纳控制装置等电气部件的电气箱(省略图示)。
CO2传感器8的后端部8b在机械室S3内露出。传感器箱13是在前方开口的箱体，在机械室S3中从后方覆盖CO2传感器8的后端部8b。在传感器箱13设置有温度调节装置。利用该温度调节装置将传感器箱13的内部空间13a的温度保持在规定范围内，由此将CO2传感器8的检测精度及灵敏度保持为恒定。
而且，在传感器箱13中，在其底壁设置有开口13b，在其右侧壁下部和左侧壁下部分别设置有开口13c。
另外，在隔热材料2c中，在CO2传感器8的下方设置有通路2e。该通路2e与密封空间S2和机械室S3连通，在本实施方式中，该通路2e也与传感器箱13的内部空间连通。通路2e的底面2f是从密封空间S2朝向机械室S3向下方倾斜的倾斜面。
另外，如图2所示，在隔热箱2的背面设置有结露部件11a。该结露部件11a从机械室S3插入至培养空间20。对于结露部件11a，传导性越高则越优选，例如是由铝或银等构成的规定长度的圆棒。在结露部件11a的位于机械室S3内的端部，以使珀耳帖元件11b的吸热面朝向该端部的方式设置有珀耳帖元件11b，通过该吸热面对结露部件11 a进行冷却。由此，在培养空间20内，在结露部件1la表面生成结露水，其结果，能够将培养空间20内的湿度控制在规定范围内。此外，在结露部件11a的表面生成的结露水从结露部件11a向加湿盘6内滴下。
另外，在机械室S3中，具备设置于珀耳帖元件11b的发热面的梳状的散热器11c、朝向该散热器11c供给冷却风的送风装置11d以及引导部件11e。在本实施方式中，这些结露部件11a、珀耳帖元件11b、散热器11c和送风装置11d设置于传感器箱13的左侧。从送风装置11d吹送并经由散热器11c对珀耳帖元件11b进行冷却而升温的冷却风(空气)通过引导部件11e被引导至传感器箱13的左侧面的开口13c。
[2.作用及效果]
(1)如上所述，在现有的培养装置中，将CO2传感器配置于传感器箱内，并且经由配管将培养空间的空气供给至传感器箱内。与此相对地，在图1和图2所示的培养装置1中，使CO2传感器8的前端部8a在培养空间20中(详细而言为管道5内)露出。因此，在该培养装置1中，不需要用于将培养空间的空气供给至传感器箱内的配管。因此，与现有的培养装置相比，根据本发明的一实施方式的培养装置1不需要配管，因而相应地能够简化结构而实现成本降低，并且能够省去配管所占的空间而实现尺寸减小。
(2)供CO2传感器8插通的空间S1(空气层2d)被填密件P2密封，但如图1中单点划线的箭头所示，有时会产生漏流L。即，培养空间20的空气有时会流入空气层2d。如果培养空间20的空气流入空气层2d，而该空气滞留在CO2传感器8内的发光元件与受光元件之间，则该滞留的空气会成为对培养空间20的空气的CO2浓度进行依次测定时引起误差的原因。这会导致无法高精度地进行基于CO2传感器8的检测结果的培养空间20的CO2浓度控制。但是，由于在空间S1中设置密封材料9而限制了朝向CO2传感器8的漏流L，所以能够抑制由漏流L引起的CO2浓度的测定误差，从而能够高精度地进行培养空间20的CO2浓度控制。
(3)在空间S1中，利用密封材料9来包围CO2传感器8的周围(上下左右)，在CO2传感器8的周围设置密封空间S2。通过该密封空间S2的存在，能够有效地减少到达CO2传感器8的漏流L，从而进一步有效地抑制CO2浓度的测定误差。
(4)在外箱2b的隔热材料2c中设置有通路2e，该通路2e从密封空间S2通向外箱2b的外部，在本实施方式中，是通向机械室S3。因此，即使漏流L通过密封材料9而流入密封空间S2，也能够从密封空间S2排出漏流L，能够更有效地抑制CO2浓度的测定误差。
尤其是，在本实施方式中，通路2e设置于密封空间S2的下侧，并且通路2e的底面2f是从密封空间S2朝向密封空间S2的外部的机械室S3而向下方倾斜的，因此基于以下理由，能够更有效地抑制CO2浓度的测定误差。由于在空气所含的成分中CO2是比重较大的，因此在漏流L流入密封空间S2的情况下，容易积存于密封空间S2。但是，通过将通路2e设置于密封空间S2的下侧，并使通路2e的底面2f朝向机械室S3而向下方倾斜，从而能够将依次积存于密封空间S2的CO2气体顺畅地向机械室S3排出。
(5)参照图2进一步说明培养装置1的作用效果。粗实线的箭头表示利用送风装置11d压送的空气(冷却风)的流动。粗虚线的箭头表示从密封空间S2向机械室S3、传感器箱13内排出的以CO2为主体的气体(以下称为“CO2气体”)的流动。
由送风装置11d压送的空气(冷却风)在对冷却结露部件11a的珀耳帖元件11b的发热面进行冷却而升温后，通过引导部件11e的引导，从左侧的开口13c流入到传感器箱13内。该流入的空气的一部分从设置于传感器箱13的底面的开口13b向传感器箱13的外部流出。这时，该流入的空气的一部分将传感器箱13内的CO2气体从开口13b赶出，并且随着传感器箱13内的CO2气体一起从该开口13b流出。另外，流入到传感器箱13内的其余的空气将传感器箱13内的CO2气体从右侧的开口13c赶出，并且随着传感器箱13内的CO2气体一起从该开口13c流出。因此，由于密封空间S2及传感器箱13内的CO2气体被依次排出，所以CO2气体不会滞留于密封空间S2，能够抑制给由CO2传感器8进行的CO2浓度测定带来的影响。
并且，利用对珀耳帖元件11b的发热面进行冷却而升温后的空气(冷却风)，使传感器箱13内升温，从而能够将CO2传感器8的温度保持为适当的温度。
[3.其他]
在上述实施方式中，在空间S1(空气层2d)中，通过作为限制部件的密封材料9从上下左右包围CO2传感器8，但也可以将限制部件设置在CO2传感器8的上、下、左和右中的一个、两个或三个。或者，也可以在密封材料9的外周侧设置其他框状的密封材料。即，也可以多重地设置密封材料9。总之，限制部件只要是限制朝向CO2传感器8的空气的流动的部件即可，不对其形状、配置或个数进行任何限定。
在2018年9月6日提出的日本专利申请特愿2018-166645中包含的说明书、权利要求书、附图和摘要的公开内容全部引用于本申请。
工业实用性
本发明能够提供实现了成本降低和尺寸减小的培养装置。由此，本发明具有很高的工业实用性。
附图标记说明
1 培养装置
2 隔热箱
2a 内箱
2b 外箱
2c 隔热材料
2d 空气层
2e 通路
2f 底面
3a 外门
3b 内门
4 隔板
5 管道
5a 吸入口
5b 吹出口
5c 循环用送风机
6 加湿盘
7 紫外线灯
8 CO2传感器
8a 前端部(第一端部)
8b 后端部(第二端部)
9 密封材料(限制部件)
10 罩
11a 结露部件
11b 珀耳帖元件
11c 散热器
11d 送风装置
11e 引导部件
12 气体供给装置
13 传感器箱
13a 内部空间
13b 开口
13c 开口
20 培养空间
21 开口
100 操作装置
K 气体通路
L 漏流
P1、P2 填密件
S1 空间(第一空间)
S2 密封空间(第二空间)
S3 机械室
W 水

Claims (3)

1.一种培养装置，其特征在于，具备：
内箱，其在内侧形成有培养空间；
外箱，其以在与所述内箱的外侧之间空出第一空间的方式覆盖所述内箱的外侧；
CO2传感器，其配置于所述第一空间且该CO2传感器的第一端部在所述培养空间中露出；以及
限制部件，在所述第一空间内限制流体朝向所述CO2传感器的流动，
所述限制部件是与所述内箱和所述外箱紧贴，且在所述第一空间内形成包围所述CO2传感器的周围的第二空间的密封材料。
2.如权利要求1所述的培养装置，其中，
还具有从所述第二空间通向所述外箱的外部的通路。
3.如权利要求2所述的培养装置，其中，还具备：
传感器箱，其以覆盖所述CO2传感器的第二端部的方式设置，且具有开口，该第二端部位于所述CO2传感器中与所述第一端部相反的一侧；
结露部件，其插通到所述培养空间；
珀耳帖元件，其对所述结露部件进行冷却；
送风装置，其向所述珀耳帖元件的发热面供给冷却用的气体；以及
引导部件，其将通过了所述发热面的所述气体向所述传感器箱的所述开口引导，
所述通路与所述传感器箱的内部空间连通。
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