JP2022096330A - 低温保管システム - Google Patents
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Abstract
Description
このような低温保管システムにおいては、低温格納庫内へのラックの入出庫や、低温格納庫内でのチューブのピッキング(ラック間の移し替え)は、それぞれ専用の機構により行われている。
例えば、特許文献1には、外部環境と隔離され低温格納庫及び搬入搬出機構を収容する前室エリアとしての外部カバー内をドライエアや窒素ガスによる除湿空間とすることが記載されている。
また、特許文献2には、保管対象を予め受け入れる予備室として機能する受入れ室と保管対象を保管可能な保管室との間に保管対象を予め冷却する予冷室として機能する前室を設け、前室エリアとしての前室内を低温雰囲気に管理するとともに除湿された乾燥空気を前室内に供給することが記載されている。
また、低温格納庫の周辺には、低温格納庫内と前室エリアとを連通させる開口部を閉塞するシャッタの駆動機構や、低温格納庫に対する保管対象の搬入搬出機構といった種々の装置類を配置する必要があるため、前室エリアが不可避的に大きくなる。このため、ドライエア発生装置の大型化や低温保管システム自体の大型化に繋がると共に、例えばドライエアのパージによる前室エリアの雰囲気調整に長時間を要し、保管対象が低温格納庫より高い温度の環境雰囲気に晒される曝露時間が比較的長くなるという問題点があった。
また、低温格納庫内に浸入する水分が抑制されることにより、低温保管システムにおいて必要とされる霜取り作業を行う間隔を長期化することができる。
さらにまた、低温格納庫に付設された入出庫準備室内のみの環境を低露点環境とすればよいので、所期の環境雰囲気を比較的短時間で作り出すことが可能となり、保管対象が低温格納庫より高い温度の環境雰囲気に晒される曝露時間を低減することができる。
本請求項3に記載の構成によれば、第2前室の環境雰囲気中の水分を霜として付着させる冷凍フィンが第2前室に設けられていることにより、第2前室を低温格納庫により近い低露点環境に管理することができる。
本請求項6に記載の構成によれば、第3のガス供給ラインにおいて、ドライエア発生装置から供給されるドライエアを冷却する冷却部が低温格納庫内に配設されていることにより、低温格納庫内の冷気を利用してドライエアを冷却することができ、冷却部の熱的負荷を低減することができる。
以下においては、上下方向(鉛直方向)をZ軸とする三次元直交座標系を設定し、水平面における図3の紙面に垂直な方向をX軸、左右方向をY軸と定義する。
筐体111の内部空間は、図4にも示すように、XY平面に沿って延びる隔壁112によって上下に区画されており、低温格納庫101の外部に位置される上部空間が第1前室C1として構成され、低温格納庫101内に位置される下部空間が第2前室C2として構成される。
隔壁112には、ラック載置ステージ143を備えた昇降体130が挿通可能に構成され第1前室C1及び第2前室C2を互いに連通させる連通開口部113が形成されている。
第2前室C2には、入出庫開口部114を低温格納庫101側から開閉可能に閉塞する入出庫シャッタ160が設けられている。
搬入搬出扉116は、保管対象Wの低温格納庫101に対する入出庫動作時において電磁ロック機構117によって閉状態に維持されると共に保管対象Wを入出庫準備室Cに対する搬入搬出時に電磁ロック機構117によるロックが解除され開閉動作が許容される。
上ベース板132の上面には、X軸方向中央部において一対の位置決め用ピン部材133,133がY軸方向に離間した位置に設けられていると共に位置決め用ピン部材133,133間にフック部材134が設けられている。
スライドレール140の上方には、取手142が固定された平板状の手動テーブル141がスライドレール140に対してX軸方向にスライド可能に設けられている。また、手動テーブル141の上方には、ラック載置ステージ143が上下方向に間隔を空けた状態で固定されている。
ラック載置ステージ143の上面には、保管対象Wを保持するラックガイド144が固定されている。
従って、保管対象Wの入庫動作にあっては、手動テーブル141をスライドさせて筐体111の搬入搬出口115を介して筐体111の外部に引き出すことで、保管対象Wがラックガイド144にセットされる。
第2前室側シャッタ145は、連通開口部113を第2前室C2側から開閉可能に閉塞するものであって、扁平な直方体状の断熱体146により構成されている。
断熱体146の下面中央部には、フック部材147が設けられているとともにフック部材147を挟んでY軸方向に離間した位置に一対の位置決め用ピン部材148,148が設けられている。
また、ベース部材151の下面には、第1定荷重ばね155を挟んでY軸方向に離間した位置に、昇降体130における上ベース板132に設けられた位置決め用ピン部材133が挿入可能に構成された一対のピンガイド部材156,156が設けられている。
第1定荷重ばね155及びピンガイド部材156は、断熱体153により囲まれた空間内に位置されている。
蓋板161の上面に、昇降体130及び入出庫シャッタ160を互いに引き寄せる第2定荷重ばね162が設けられている。この第2定荷重ばね162には、第2前室側シャッタ145に設けられたフック部材147が係合されており、これにより、入出庫シャッタ160が昇降体130の移動に連動して上下方向に正逆移動可能に構成されている。
また、蓋板161の上面には、第2前室側シャッタ145に設けられた位置決め用ピン部材148が挿入可能に構成された一対のピンガイド部材163,163が第2定荷重ばね162を挟んでY軸方向に離間した位置に配置されている。
また、第1前室側シャッタ150及び入出庫シャッタ160の各々に定荷重ばねが設けられていることにより、保管対象Wの移送動作に連動してシャッタの開閉動作を行う機構を簡単な構造で実現することができる。
さらにまた、低温格納庫101に付設された入出庫準備室C内のみの環境を低露点環境とすればよいので、所期の環境雰囲気を比較的短時間で作り出すことが可能となり、保管対象が低温格納庫101の環境より高い温度の環境雰囲気に晒される曝露時間を低減することができる、といった効果が奏される。
冷凍フィン170は、例えば図8に示すように、複数のフィン要素171がY軸方向に並設されて構成されている。各々のフィン要素171は、Y軸に対して垂直な複数の冷却板がY軸方向に間隔をあけて互いに対向して上下方向に延びるように形成されて構成されている。
この低温保管システム100においては、入出庫動作時に必要とされる露点D1のドライエア、露点D1のパージ用ドライエア及び露点D2のドライエアを一の(単独の)ドライエア発生装置181によって供給可能とされていることにより、システム構成の大型化及び複雑化が回避される。
この第1のガス供給ラインL1には、ドライエアの流通方向においてエアタンク185の上流側に圧力計186が設けられており、エアタンク185に貯留されるドライエアの流量が監視される。なお、図1における187は逆止弁である。
また、第2のガス供給ラインL2により供給される露点D2のドライエアは、第2前室C2を画成する右側壁に設けられたドライエア供給部119を介して第2前室C2内に導入される。
冷却部188は、低温格納庫101内に配設されており、これにより、低温格納庫101内の冷気を利用してドライエアを冷却することができ、冷却部188の熱的負荷を低減することが可能となる。
第3のガス供給ラインL3により供給される露点D1のドライエアは、パージ用ドライエア供給部118Aと並んで設けられたドライエア供給部118Bを介して第1前室C1内に導入される。
そして、昇降体130が搬入搬出ポジション(POS1)に位置された状態において、保管対象Wの移載作業が行われる。
その後、ドライエア供給モードが、第3のドライエア供給モード(Mode3)から露点D1のパージ用ドライエアをエアタンク185内に充填する第5のドライエア供給モード(Mode5)に切り替えられる(S112)。すなわち、電磁弁183Bが開状態から閉状態とされる。電磁弁183A、電磁弁183C及び電磁弁183Dは閉状態に維持される。
露点D1のパージ用ドライエアがエアタンク185内に貯留されると、すなわちエアタンク185内が設定圧力以上となったことが圧力計186によって検出されると、ドライエア供給モードが、第5のドライエア供給モード(Mode5)から第1のドライエア供給モード(Mode1)に切り替えられ(S113)、以て、低温保管システム100が待機状態とされる(S114)。
この状態において、保管対象Wをラック載置ステージ143上に移載してラックガイド144に保持させる移載作業が行われる。
ドライエア供給モードが切り換えられて所定時間が経過した後、すなわち露点D1のパージ用ドライエアにより第1前室C1内がパージされた後、ドライエア供給モードが、第4のドライエア供給モード(Mode4)から第5のドライエア供給モード(Mode5)に切り替えられ、露点D1のパージ用ドライエアのエアタンク185内への充填が開始される(S208)。その後、昇降体130が駆動機構121によって下方に移動されて入出庫ポジション(POS4)から待機ポジション(POS3)に移動される(S209)。
そして、露点D1のパージ用ドライエアがエアタンク185内に貯留されると(S210)、ドライエア供給モードが、第5のドライエア供給モード(Mode5)から第1のドライエア供給モード(Mode1)に切り替えられ(S211)、以て、低温保管システム100が待機状態とされる(S212)。
また、上述の実施形態で説明した入出庫動作の手順は、必ずしも必須の手順ではなく、例えば、ドライエア供給モードの切り替えのタイミングや昇降体の移動のタイミングは、適宜変更することができる。
また、低温格納庫の冷却方法は、液体窒素を用いて低温格納庫内を低温に保つもの、電気によるもの、炭酸ガス等の他のガスを冷却手段として用いるもの等、如何なるものでもよい。
101 ・・・ 低温格納庫
110 ・・・ 搬入搬出機構
111 ・・・ 筐体
112 ・・・ 隔壁
113 ・・・ 連通開口部
114 ・・・ 入出庫開口部
115 ・・・ 搬入搬出口
116 ・・・ 搬入搬出扉
117 ・・・ 電磁ロック機構
118A ・・・ パージ用ドライエア供給部
118B ・・・ ドライエア供給部
119 ・・・ ドライエア供給部
120 ・・・ 入出庫リフター
121 ・・・ 駆動機構
122 ・・・ ガイドレール
123 ・・・ 可動体
124 ・・・ 昇降ガイド板
125 ・・・ 駆動源
130 ・・・ 昇降体
131 ・・・ ベースフレーム
132 ・・・ 上ベース板
133 ・・・ 位置決め用ピン部材
134 ・・・ フック部材
135 ・・・ 下ベース板
136 ・・・ 支持軸
140 ・・・ スライドレール
141 ・・・ 手動テーブル
142 ・・・ 取手
143 ・・・ ラック載置ステージ
144 ・・・ ラックガイド
145 ・・・ 第2前室側シャッタ
146 ・・・ 断熱体
147 ・・・ フック部材
148 ・・・ 位置決め用ピン部材
150 ・・・ 第1前室側シャッタ
151 ・・・ ベース部材
152 ・・・ 断熱体
153 ・・・ 断熱体
154 ・・・ 蓋ガイド板
155 ・・・ 第1定荷重ばね
156 ・・・ ピンガイド部材
157 ・・・ 貫通孔
160 ・・・ 入出庫シャッタ
161 ・・・ 蓋板
162 ・・・ 第2定荷重ばね
163 ・・・ ピンガイド部材
170 ・・・ 冷却フィン
171 ・・・ フィン要素
180 ・・・ ドライエア供給機構
181 ・・・ ドライエア発生装置
182 ・・・ 露点計
183A ・・・ 電磁弁
183B ・・・ 電磁弁
183C ・・・ 電磁弁
183D ・・・ 電磁弁
185 ・・・ エアタンク
186 ・・・ 圧力計
187 ・・・ 逆止弁
188 ・・・ 冷却部
C ・・・ 入出庫準備室
C1 ・・・ 第1前室
C2 ・・・ 第2前室
L1 ・・・ 第1のドライエア供給ライン
L2 ・・・ 第2のドライエア供給ライン
L3 ・・・ 第3のドライエア供給ライン
L4 ・・・ 第4のドライエア供給ライン
PA ・・・ ピッキングエリア
S1 ・・・ 手動テーブル位置確認センサ
S2 ・・・ ラック在席センサ
W ・・・ 保管対象
また、低温格納庫内に浸入する水分が抑制されることにより、低温保管システムにおいて必要とされる霜取り作業を行う間隔を長期化することができる。
さらにまた、低温格納庫に付設された入出庫準備室内のみの環境を低露点環境とすればよいので、所期の環境雰囲気を比較的短時間で作り出すことが可能となり、保管対象が低温格納庫より高い温度の環境雰囲気に晒される曝露時間を低減することができる。
さらにまた、入出庫動作時に必要とされる露点D1のドライエア、露点D1のパージ用ドライエア及び露点D2のドライエアを一のドライエア発生装置によって供給可能とされていることにより、システム構成の大型化及び複雑化を回避することができる。
本請求項5に記載の構成によれば、第3のガス供給ラインにおいて、ドライエア発生装置から供給されるドライエアを冷却する冷却部が低温格納庫内に配設されていることにより、低温格納庫内の冷気を利用してドライエアを冷却することができ、冷却部の熱的負荷を低減することができる。
この低温保管システム100においては、入出庫動作時に必要とされる露点D1のドライエア、露点D1のパージ用ドライエア及び露点D2のドライエアを一の(単独の)ドライエア発生装置181によって供給可能とされていることにより、システム構成の大型化及び複雑化が回避される。
Claims (8)
- 保管対象を低温環境下で保管する低温格納庫と、前記保管対象の前記低温格納庫に対する搬入及び搬出を行う搬入搬出機構とを有する低温保管システムであって、
前記搬入搬出機構は、前記低温格納庫に付設され外部環境及び前記低温格納庫と隔離された入出庫準備室を備え、
前記入出庫準備室は、内部空間が外部環境より低い露点D1となるように管理される第1前室と、前記第1前室と前記低温格納庫との間に配設され内部空間が前記第1前室内の露点D1と前記低温格納庫内の露点D0との間の露点D2となるように管理される第2前室とを有することを特徴とする低温保管システム。 - 前記入出庫準備室は、前記第1前室が前記低温格納庫の外部に位置されるとともに前記第2前室が前記低温格納庫内に位置されるように設けられていることを特徴とする請求項1に記載の低温保管システム。
- 前記第2前室には、前記第2前室の環境雰囲気中の水分を霜として付着させる冷凍フィンが設けられていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の低温保管システム。
- 前記第1前室に露点D1のパージ用ドライエアを供給する第1のガス供給ラインと、前記第1前室に露点D1のドライエアを供給する第2のガス供給ラインと、前記第2前室に露点D2のドライエアを供給する第3のガス供給ラインと、前記第1のガス供給ライン、前記第2のガス供給ライン及び前記第3のガス供給ラインに共通のドライエア発生装置とを備えることを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれかに記載の低温保管システム。
- 前記第1のガス供給ラインは、前記ドライエア発生装置から供給されるドライエアを一時的に貯留するエアタンクを備えることを特徴とする請求項4に記載の低温保管システム。
- 前記第3のガス供給ラインは、前記ドライエア発生装置から供給されるドライエアを冷却する冷却部を備え、前記冷却部が前記低温格納庫内に配設されていることを特徴とする請求項4または請求項5に記載の低温保管システム。
- 前記搬入搬出機構は、昇降体と、第1前室側シャッタと、第2前室側シャッタとを備え、
前記昇降体は、前記入出庫準備室内において一方向に正逆移動可能に構成され、
前記第1前室側シャッタは、前記昇降体の移動に連動して前記一方向に正逆移動可能で、前記第1前室と前記第2前室とを連通させる連通開口部を前記第1前室側から閉塞可能に構成され、
前記第2前室側シャッタは、前記昇降体の移動に連動して前記一方向に正逆移動可能で、前記連通開口部を前記第2前室側から閉塞可能に構成されていることを特徴とする請求項1乃至請求項6のいずれかに記載の低温保管システム。 - 前記第1前室側シャッタには、前記昇降体及び前記第1前室側シャッタを互いに引き寄せる第1定荷重ばねが設けられ、
前記第2前室には、前記低温格納庫と連通する入出庫開口部を前記低温格納庫側から開閉可能に閉塞する入出庫シャッタが設けられ、
前記入出庫シャッタには、前記昇降体及び前記入出庫シャッタを互いに引き寄せる第2定荷重ばねが設けられていることを特徴とする請求項7に記載の低温保管システム。
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