JP2595730Y2 - 培養装置用気泡ノズル - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、乳酸菌等の微生物を培
養する培養装置に組み込まれ、培養液中に微生物の培養
に必要な気体を供給する気泡ノズルの改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年バイオテクノロジーの分野で、各種
微生物を使用して遺伝子の組み変え等の実験を行なう事
が多くなっている。この様なバイオテクノロジーに関す
る実験に使用する微生物は、純粋なものが多量に必要に
なる為、実験室に於いて培養する必要がある。この様な
培養作業を行なう為に従来から、例えば実公平２−３６
４００号公報に記載されている様な、ジャーファーメン
タと呼ばれる培養装置が使用されている。

【０００３】図６〜１０は、従来から使用されている培
養装置の１例を示している。培養液を貯める培養槽１
は、円筒状のガラス筒２と底板３とから構成されてお
り、ガラス筒２の下端縁を底板３上面のパッキング４に
突き当てる事により、両部材２、３同士の間の液密保持
を図っている。又、上記ガラス筒２の上端開口部は、蓋
板５により開閉自在としている。

【０００４】一方、上記底板３の上面中央部には固定軸
６を、鉛直方向に立設している。この固定軸６の周囲に
はマグネットカップリングを構成する従動側磁石７を、
滑り軸受８により回転自在に支持している。上記従動側
磁石７の上面中央部には支持柱部９を設けており、この
支持柱部９の上端部に、遠心翼１０の中央部を支持して
いる。この遠心翼１０は、上記支持柱部９に結合固定さ
れる円形の回転板１１と、この回転板１１の外周側半部
に放射方向に支持された複数枚の翼板１２、１２とから
構成されている。

【０００５】上述の様に構成される遠心翼１０の上方に
は、断面がＬ字形で全体が円輪状に形成された整流板１
３を支持している。そして、この整流板１３の上面に形
成された円筒状の立壁部１４に、支持枠１５の下端部を
外嵌支持している。この支持枠１５は、ステンレス鋼製
の金網や多孔板等により円筒状に形成されている。又、
上記整流板１３の水平板部１６の上面には、円輪状の支
持板１７の内周側半部を支持している。この支持板１７
の外周側半部には、図８に示す様に、多数の透孔１８、
１８を形成している。

【０００６】又、上記支持板１７の外周側半部下面に
は、複数の放射方向整流板１９、１９の上端部を結合し
ている。この複数の放射方向整流板１９、１９は、図９
〜１０に示す様にそれぞれが平板状で、上記遠心翼１０
の周囲に、それぞれ放射方向に亙って支持されている。
そして、各放射方向整流板１９、１９の下端縁同士を、
欠円環状の連結板２０により連結している。

【０００７】更に、前記支持柱部９の周囲には、円環状
の気泡ノズル２１を配置している。この気泡ノズル２１
は、上面に多数の噴気孔２２、２２を有し、前記複数枚
の翼板１２、１２の内周縁下方位置に設けられている。
この気泡ノズル２１に気体を送り込む為の給気管２３
は、前記蓋板５の片隅部を気密に貫通して、前記培養槽
１内に上方から挿入されている。

【０００８】一方、前記底板３の上面片隅部で、前記パ
ッキング４の内側部分には、コネクタ２４をねじ止め固
定している。そして、このコネクタ２４の一端開口と上
記給気管２３とを接続している。又、このコネクタ２４
の他端開口には、上記気泡ノズル２１に通じる送気管２
５の端部を接続している。従って、上記給気管２３に気
体を送り込むと、この気体は、上記気泡ノズル２１に形
成した多数の噴気孔２２、２２から、前記培養槽１内に
貯溜された培養液中に噴出する。

【０００９】上述の様に構成される培養装置によって、
酵母菌、或は乳酸菌等の微生物を培養させる場合、培養
槽１の内側に、培養液と共に培養すべき微生物を、必要
に応じてアルギン酸カルシウム等により造られた粒状の
ゲル中に固定した状態で投入し、気泡ノズル２１から上
記培養液中に清浄空気（嫌気性菌の場合は窒素、二酸化
炭素等、酸素を含まない清浄気体）を吹き込みつつ、図
示しないモータにより、前記従動側磁石７を含んで構成
されるマグネットカップリングを介して、前記遠心翼１
０を回転させる。

【００１０】遠心翼１０の回転により、培養液を貯溜し
た培養槽１の底部に、整流板１３を構成する水平板部１
６の下面に沿って培養槽１の中心寄り部分から外側に向
う流れが惹起され、これに伴って、整流板１３の立壁部
１４の内側に通じる支持枠１５の内側の圧力が、外側の
圧力よりも低くなる。この様に、支持枠１５の内外に圧
力差が生じる事によって、この支持枠１５の外側に存在
する培養液が支持枠１５の内側に流れ込もうとする流れ
が惹起される。支持枠１５に形成された多数の小孔（網
目）の内径は、培養液と共に培養槽１内に投入された多
数の粒状ゲルの粒径（３〜５mm）よりも小さく、培養液
と共に流れようとする各粒状ゲルは、この小孔を通過す
る事が出来ない。この為、上記多数の粒状ゲルは、支持
枠１５の外周面に吸着される。

【００１１】外周面に粒状ゲルを吸着した支持枠１５を
通過して流れる培養液中には、前記遠心翼１０の直下位
置に設けた気泡ノズル２１から気体が送り込まれてお
り、この培養液中に常に十分な気体が溶存した状態に保
たれている。即ち、上記気泡ノズル２１に形成された多
数の噴気孔２２、２２から上方に噴出した気体は、上記
遠心翼１０により攪拌されて、上記培養液中に効率良く
溶け込む。この為、上記支持枠１５に吸着した粒状ゲル
に固定された微生物には、常に十分な気体が供給され、
連続的な培養が行なわれて、培養液中の微生物の数が次
第に増加する。

【００１２】

【考案が解決しようとする問題点】ところが、上述した
様に構成され作用する培養装置に組み込まれる気泡ノズ
ルは、遠心翼１０と気泡ノズル２１とを別個に造り、両
部材を互いに独立して培養槽１内に装着する為、上記気
泡ノズル２１を培養槽の底部に組み付ける作業が面倒
で、培養装置の製作費を高くする原因となるだけでな
く、清掃等の際の分解、組立作業が面倒になっていた。

【００１３】本考案の培養装置の気泡ノズルは、上述の
様な事情に鑑みて考案したもので、遠心翼と気泡ノズル
との着脱作業を容易に行える様にするものである。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本考案の培養装置用気泡
ノズルは、有底円筒状の培養槽を有し、この培養槽内に
注入した液体を使用して培養を行なう培養装置に組み込
まれる気泡ノズルであって、上記培養槽の底面中央部か
ら鉛直方向に立設された固定軸と、この固定軸の周囲に
回転自在に支持された、マグネットカップリングを構成
する従動側磁石と、この従動側磁石の上面に支持された
下側円輪板と、この下側円輪板の上面に放射方向に固定
された複数の支持板と、各支持板の両面同士を連通させ
る連通路と、上記各支持板の上縁に固定された上側円輪
板と、この上側円輪板の下面と上記下側円輪板の上面と
の間に設けられ、上記複数の支持板により円周方向に亙
って仕切られた円輪状空間と、上記上側円輪板の上面に
放射方向に固定された複数枚の翼板と、上記固定軸の内
部に設けられた給気通路と、この給気通路に一端を通じ
させ、上記固定軸の外周面で上記円輪状空間の内周側開
口に対向する部分に他端を開口させた噴気孔とから構成
されている。

【００１５】

【作用】上述の様に構成される本考案の培養装置用気泡
ノズルの作用は次の通りである。培養作業時には下側、
上側両円輪板を、マグネットカップリングを介して培養
槽外から回転駆動すると共に、給気通路内に送り込んだ
気体を噴気孔から噴出させる。

【００１６】噴気孔から噴出した気体は、下側円輪板上
面と上側円輪板下面との間の円輪状空間内に、その内周
側開口から送り込まれる。培養装置の使用時に上記各円
輪板は回転しているので、上記円輪状空間内に送り込ま
れた気体は遠心力に基づいて、この円輪状空間をその内
周側開口から外周側開口に向け、直径方向外方に流れ
る。この様に円輪状空間を直径方向外方に流れる際に上
記気体は、この円輪状空間を円周方向に亙って仕切る支
持板により攪拌される。この結果上記気体は、上記円輪
状空間を流れる間に、培養槽内に貯溜された培養液中に
効率良く溶け込む。

【００１７】特に、本考案の培養装置用気泡ノズルは、
前述した従来構造の様な、遠心翼とは独立した円環状の
気泡ノズルを設けない為、気泡ノズル部分の分解、組立
作業の簡略化を図れる。

【００１８】

【実施例】図１〜５は本考案の実施例を示している。有
底円筒状の培養槽１ａは、円筒状のガラス筒２と、この
ガラス筒２の下端開口を塞ぐ底蓋ユニット２６とから構
成される。この底蓋ユニット２６の上端開口部外周縁に
固定された下側フランジリング２７の上面内周側半部に
はパッキング４ｂを添着し、このパッキング４ｂの上面
に、上記ガラス筒２の下端縁を突き当てている。一方、
ガラス筒２の上端縁は、上側フランジリング２８の下面
内周側半部に添着したパッキング４ａに突き当ててい
る。上記下側、上側両フランジリング２７、２８同士
は、図示しないスタッドにより連結している。従って、
上記ガラス筒２の上下両端縁は、上記両パッキング４
ａ、４ｂに十分に強く当接して、各当接部分の液密保持
を確実に図る。

【００１９】上記底蓋ユニット２６は、上記下側フラン
ジリング２７の他、底蓋本体２９と保温ジャケット３０
とを含んで構成される。この内の底蓋本体２９は、金属
板を絞り成形する事で有底円筒状に形成されており、そ
の上端開口部を上記下側フランジリング２７の内周縁部
に、溶接等により液密に接合している。又、上記保温ジ
ャケット３０は、上記底蓋本体２９の外周面を覆う状態
で、上記下側フランジリング２７の下面に固定されてい
る。この保温ジャケット３０の内周面と上記底蓋本体２
９の外周面との間に形成されるジャケット空間３１内に
は、培養装置の使用時に、加温用の温水、或は冷却用の
冷水を循環させて、前記培養槽１ａ内に貯溜された培養
液の温度維持を図る。

【００２０】一方、上記底蓋本体２９の底面中央部には
円孔３２を穿設しており、この円孔３２に取付ボルト３
３を、底蓋本体２９の下面側から上面側に向け挿通して
いる。そして、この取付ボルト３３によって固定軸３４
を、上記底蓋本体２９の底面中央部に、鉛直方向に立設
している。そして、この固定軸３４の周囲に従動側磁石
７を、滑り軸受８を介して、回転自在に支持している。
この従動側磁石７は、上記底蓋本体２９の下方に設けら
れ、モータにより回転駆動される駆動側磁石（図示せ
ず）と共に、マグネットカップリングを構成する。

【００２１】上記従動側磁石７の上面には下側円輪板３
５を、上記固定軸３４と同心に支持している。そして、
この下側円輪板３５の上面に複数の支持板３６、３６
を、放射方向に固定している。これら各支持板３６、３
６の上縁と下縁とには、それぞれ複数個ずつ（図示の例
では３個ずつ合計６個）の切り欠き３７、３７を形成し
て、各支持板３６、３６の両面同士を連通させる連通路
を構成している。

【００２２】又、上記各支持板３６、３６の上縁には上
側円輪板３８を、上記下側円輪板３５と同心に固定して
いる。この結果、この上側円輪板３８の下面と上記下側
円輪板３５の上面との間には円輪状空間３９が設けられ
る。この円輪状空間３９は、上記複数の支持板３６、３
６により、円周方向に亙って仕切られた状態となってい
る。そして、上記上側円輪板３８の上面に複数枚の翼板
１２ａ、１２ａを、放射方向に支持固定している。

【００２３】又、前記固定軸３４の内部には、給気通路
４０を設けている。この固定軸３４には、直径方向に亙
って複数の噴気孔４１、４１を形成し、各噴気孔４１、
４１の一端を上記給気通路４０に通じさせ、他端を上記
固定軸３４の外周面に開口させている。この固定軸３４
外周面の、上記各噴気孔４１、４１の他端開口は、上記
円輪状空間３９の内周側開口に対向している。

【００２４】又、上記給気通路４０の上端開口部には、
コネクタ２４ａを介して給気管２３ａの下端部を接続
し、この給気通路４０内に圧縮気体を送り込み自在とし
ている。又、この給気管２３ａの上端部に接続した接続
管４２は、蓋板５ａの中央部を、液密に貫通している。
そして、この蓋板５ａは、前記上側フランジリング２８
の上面に液密に被着されている。

【００２５】更に、前記複数の翼板１２ａ、１２ａの上
方には、円筒状の立壁部１４と円輪状の水平板部１６と
を備えた整流板１３を、ステー４６、４６により支持し
ている。そして、この内の立壁部１４に、金網により円
筒状に造られた支持枠１５の下端部を支持している。こ
の支持枠１５の下端部は、抑えバンド４３により、上記
立壁部１４の外周面に抑え付けている。又、上記水平板
部１６の上面には、金網等の多孔板材により造られた支
持板１７ａの内周側半部を支持している。４４は、この
内周側半部を上記水平板部１６の上面に抑え付ける為の
抑え板である。

【００２６】又、上記支持板１７ａの外周側半部下面に
は、複数の放射方向整流板１９ａ、１９ａの上端部を結
合している。この複数の放射方向整流板１９ａ、１９ａ
は、図４〜５に示す様に前記翼板１２ａ、１２ａの周囲
に、それぞれ放射方向に亙って支持されている。そし
て、各放射方向整流板１９ａ、１９ａの下端縁同士を、
円環状の連結板２０ａにより連結している。尚、前記底
蓋本体２９の内周面中間部には係止片４５が固定されて
おり、上記支持板１７ａの外周縁部は、この係止片４５
に載置されている。

【００２７】上述の様に構成される本考案の気泡ノズル
を組み込んだ培養装置によって、酵母菌、或は乳酸菌等
の微生物を培養させる場合、培養槽１ａの内側に、培養
液と共に培養すべき微生物を、粒状のゲル中に固定した
状態で投入し、図示しないモータにより、前記従動側磁
石７を含んで構成されるマグネットカップリングを介し
て、前記下側、上側両円輪板３５、３８を回転させる。

【００２８】上面に翼板１２ａ、１２ａを固定した上側
円輪板３８の回転により、培養液を貯溜した培養槽１ａ
の底部に、整流板１３を構成する水平板部１６の下面に
沿って培養槽１ａの中心寄り部分から外側に向う流れが
惹起され、整流板１３の立壁部１４の内側に通じる支持
枠１５の内側の圧力が、外側の圧力よりも低くなって、
この支持枠１５の外側に存在する培養液が支持枠１５の
内側に流れ込もうとする流れが惹起され、前記多数の粒
状ゲルが、支持枠１５の外周面に吸着される。

【００２９】外周面に粒状ゲルを吸着した支持枠１５を
通過して流れる培養液中には、本考案の気泡ノズルから
気体が送り込まれており、この培養液中に常に十分な気
体が溶存した状態に保たれている。即ち、前記固定軸３
４の外周面に開口した噴気孔４１、４１から噴出した気
体は、下側円輪板３５上面と上側円輪板３８下面との間
の円輪状空間３９内に、その内周側開口から送り込まれ
る。培養装置の使用時に上記各円輪板３５、３８は回転
しているので、上記円輪状空間３９内に送り込まれた気
体は遠心力に基づいて、この円輪状空間３９内をその内
周側開口から外周側開口に向け、直径方向外方に流れ
る。

【００３０】この様に円輪状空間３９を直径方向外方に
流れる際に上記気体は、この円輪状空間３９を円周方向
に亙って仕切る支持板３６、３６により攪拌される。こ
の攪拌時に、上記円輪状空間３９内に存在する気体及び
培養液は、上記各支持板３６、３６に形成された切り欠
き３７、３７を通じて円周方向にも流れる。この結果上
記気体は、上記円輪状空間３９を流れる間に、培養槽１
内に貯溜された培養液中に効率良く溶け込む。尚、上記
切り欠き３７、３７に代えて、上記各支持板３６、３６
に通孔を形成しても、同様の効果を得られる。

【００３１】

【考案の効果】上述の様に構成され作用する本考案の培
養装置用気泡ノズルは、遠心翼とは独立した円環状の気
泡ノズルを設けない為、気泡ノズル部分の分解、組立作
業の簡略化を図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の実施例を示す縦断面図。

【図２】図１の下部拡大図。

【図３】図２のＡ−Ａ断面図。

【図４】同Ｂ−Ｂ断面図。

【図５】同Ｃ−Ｃ断面図。

【図６】従来構造を示す縦断面図。

【図７】図６の下部拡大図。

【図８】図７のＤ−Ｄ断面図。

【図９】同Ｅ−Ｅ断面図。

【図１０】同Ｆ−Ｆ断面図。

【符号の説明】

１、１ａ 培養槽 ２ ガラス筒 ３ 底板 ４、４ａ、４ｂ パッキング ５、５ａ 蓋板 ６ 固定軸 ７ 従動側磁石 ８ 滑り軸受 ９ 支持柱部 １０ 遠心翼 １１ 回転板 １２、１２ａ 翼板 １３ 整流板 １４ 立壁部 １５ 支持枠 １６ 水平板部 １７、１７ａ 支持板 １８ 透孔 １９ 放射方向整流板 ２０、２０ａ 連結板 ２１ 気泡ノズル ２２ 噴気孔 ２３、２３ａ 給気管 ２４、２４ａ コネクタ ２５ 送気管 ２６ 底蓋ユニット ２７ 下側フランジリング ２８ 上側フランジリング ２９ 底蓋本体 ３０ 保温ジャケット ３１ ジャケット空間 ３２ 円孔 ３３ 取付ボルト ３４ 固定軸 ３５ 下側円輪板 ３６ 支持板 ３７ 切り欠き ３８ 上側円輪板 ３９ 円輪状空間 ４０ 給気通路 ４１ 噴気孔 ４２ 接続管 ４３ 抑えバンド ４４ 抑え板 ４５ 係止片 ４６ ステー

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 有底円筒状の培養槽を有し、この培養槽
   内に注入した液体を使用して培養を行なう培養装置に組
   み込まれる気泡ノズルであって、上記培養槽の底面中央
   部から鉛直方向に立設された固定軸と、この固定軸の周
   囲に回転自在に支持された、マグネットカップリングを
   構成する従動側磁石と、この従動側磁石の上面に支持さ
   れた下側円輪板と、この下側円輪板の上面に放射方向に
   固定された複数の支持板と、各支持板の両面同士を連通
   させる連通路と、上記各支持板の上縁に固定された上側
   円輪板と、この上側円輪板の下面と上記下側円輪板の上
   面との間に設けられ、上記複数の支持板により円周方向
   に亙って仕切られた円輪状空間と、上記上側円輪板の上
   面に放射方向に固定された複数枚の翼板と、上記固定軸
   の内部に設けられた給気通路と、この給気通路に一端を
   通じさせ、上記固定軸の外周面で上記円輪状空間の内周
   側開口に対向する部分に他端を開口させた噴気孔とから
   成る培養装置用気泡ノズル。