JP3195053U - 培養装置 - Google Patents

Abstract

【課題】熱交換ジャケットを培養槽本体に接合する等の余分な工程が省け、安全で製造コストの優れたシリコーン製のジャケット付培養槽を提供する。【解決手段】上蓋２と、槽内部品と、上蓋固定装置３と、培養槽本体５と熱交換ジャケット６とを含む培養装置１において、熱交換ジャケット６が透明シリコーンゴムからなり、且つ熱交換ジャケット６はその内側上部において培養槽本体５の係止部６２と密着係止されて形成されている培養装置１。【選択図】図１

Description

本考案は、ジャケット付の培養槽に関する。上蓋と、槽内部品と、上蓋固定装置と、培養槽本体と熱交換ジャケットを含む培養装置に関し、詳しくは、熱交換ジャケットが透明シリコーンで形成された培養装置に関する。

従来、培養槽の内部を冷却したり、加温したりするために、培養槽の内部に温・冷却水を循環させるための金属製の槽内部品を設置したり、或いは、培養槽の外部に冷却又は加温するための硝子製や金属製のジャケットを設置して内容物の温度調節を行っている。又、従来、培養装置の上蓋と培養槽本体との間を気密、液密に密閉するためにガスケットが用いられていた。この理由は、上蓋や培養槽本体の材質がステンレスや硬い硝子でできているために培養槽本体の内部を気密、液密とするためには、どうしてもガスケット乃至パッキンが必要となるためである。そして、ガスケット乃至パッキンの材料としてはゴム系の弾力性のある材料が用いられてきた。

又、小容量の培養装置では、上蓋に撹拌機を設置し、各種センサー類を多数配置する必要がある場合には、培養槽内部の温度調節のための槽内部品等を設置するスペース不足から、槽内部品を上蓋ではなく培養槽本体に貫通孔を設けて設置することが行われている。この場合、培養槽本体は材質が硝子や金属等であるため貫通孔を気密、液密とするためのパッキン部品等が必要であった。
そして、本考案者は下記特許文献１において、培養槽本体ではなく、上記ガスケット乃至パッキンに水平方向の貫通孔を設け、該貫通孔に槽内部品の一部を嵌め込んだ培養装置を開発した。
更に、本考案者は下記特許文献３において、培養槽本体がシリコーンゴムからなり、且つ培養槽本体に槽内部品を設置するための貫通孔を形成したものを開発している。

実用新案登録第３１８８１２７号 特開２００５−４００６１号公報 特願２０１４−００６６８号特許文献１は、本考案者の考案にかかる培養装置であり、上蓋と培養槽本体との間のガスケット乃至パッキン自体に水平方向の貫通孔を設け槽内部品を保持するものである。又、特許文献２は、醗酵タンクの容器をフレキシブルのシリコーンゴム膜で作成した醗酵タンクである。又、特許文献３は、本考案者の考案にかかる培養装置であり、培養槽本体がシリコーンゴムからなり、且つ培養槽本体のフランジ部分にノズルなどの槽内部品を設置するための貫通孔を形成したものである。

培養槽本体の外側に熱交換ジャケットを附設する場合には、槽内部品としての冷却コイルは不要となり上蓋スペースにも余裕が生まれるのであるが、従来の硝子又は金属製の培養槽本体の外側に、熱交換ジャケットを敷設した培養装置を製造する際には、培養槽本体に熱交換ジャケットの溶接等の製造工程が必要となり、余分な工程とコストがかかっていた。又、硝子製のジャケッ卜付培養槽は、製作工程が煩雑なため⾼価でしかも重い。このため、オートクレーブへの移動時、滅菌終了後の装置への設置時、また洗浄時などでの作業者の物理的な負担や、壊さないようにするため細心の注意を払わねばならないという心理的な負担は大きいものがある。
現にジャケッ⼘における⽔の出⼊⼞のノズルは細く脆弱なため培養槽の移動時にどこかにぶつけて破損することが多々あった。又、ジャケットが硝子素材の場合には培養槽が転倒した際には破損による作業者の怪我や、汚染という不具合が多々あった。又、相当時間使用するとジャケットの内側に⽔ア⼒や藻などの汚れが生じ槽内の観察が困難になるという問題点もあった。

そこで、本考案者は、熱交換ジャケットをシリコーンゴムにより形成することにより、熱交換ジャケットを培養槽本体に接合する等の余分な工程が省け、安全で製造コストの優れたシリコーン製のジャケット付培養槽の開発に成功するに至ったものである。

上記の課題を解決するために、以下に示すような手段を講じることとした。すなわち、
本考案の第一は、上蓋と、槽内部品と、上蓋固定装置と、培養槽本体と熱交換ジャケットとを含む培養装置において、前記熱交換ジャケットが透明シリコーンゴムからなり、前記熱交換ジャケットの上部に形成されたフランジ部と前記上蓋とが前記上蓋固定装置により分離可能に密着接合されて形成されており、前記熱交換ジャケットの内側上部に形成された係止部において前記培養槽本体の上縁部と前記フランジ部とが密着係止されて形成されていることを特徴とする培養装置である。
本考案の第二は、上蓋と、槽内部品と、上蓋固定装置と、培養槽本体と熱交換ジャケットとを含む培養装置において、前記熱交換ジャケットが透明シリコーンゴムからなり、前記熱交換ジャケットの上部に形成されたフランジ部と前記培養槽本体とが密着接合されていることを特徴とする培養装置である。
上記各手段によれば、以下のような作用効果が得られる。

本考案においては培養槽本体を硝子製としているので優れた熱伝導性を維持することができる。

又、熱交換ジャケットが弾性のある透明シリコーン製であるので柔軟に硝子製の培養槽本体に密看、密閉し接続⾯から冷温温水が漏れ出すことはないため熱交換ジャケットに培養槽本体を押し込むだけの極めて簡単な作業によりジャケット付培養槽を作製することができる。

又、熱交換ジャケットのシリコーンの断熱性能により、熱交換ジャケット外壁表面からの循環冷温水の放熱を防ぐことができる。

又、熱交換ジャケットはシリコーンの弾性特性により装着時は硝子製培養槽本体のクッション保護材として働くため培養槽をぶつけても破損する恐れを激減させることができる。

そして、たとえ硝子製培養槽が破損しても硝子を飛散させないという効果がある。

又、熱交換ジャケットは容易に着脱が可能なため、熱交換ジャケット内部の洗浄が極めて容易となった。

又、本考案に係る培養装置では、培養槽本体の上縁部を熱交換ジャケットに押し込むだけの簡単な作業によって前記培養槽本体と一体的に形成されるので、熱交換ジャケットを製作するための各種工程を省略することができ、安価な培養装置を提供することができる。

更に、熱交換ジャケット６を透明のシリコーンゴムで形成したことにより、ガラス製の培養装置本体の内部監視が容易である。

又、通常必要とされる上蓋と培養槽本体との間を気密、液密に密閉するために用いられるガスケット乃至パッキンは本考案においては不要となり、部品点数が大きく減り、製造工程が短縮することによって培養装置の製造コストを大きく下げることができる。

本考案に係る一実施形態における培養装置の斜視説明図である。 本考案に係る別の実施形態における培養装置の上蓋を省略した斜視説明図である。

以下、本考案の一実施形態に係る培養装置を添付図面に基づいて説明する。

図１に示すように、培養装置１は、上蓋２と、上蓋固定装置３と、図示しない槽内部品と、培養槽本体５とシリコーン製熱交換ジャケット６とを備える。本考案の培養装置１は、動物細胞の培養、植物細胞の培養、微生物の培養などを目的とする培養装置である。

上蓋２は、培養槽本体５の上方で熱交換ジャケット６のフランジ部上にガスケット乃至パッキンを介することなく載置されている。これは、培養槽本体５の材質がシリコーンゴムであるため、熱交換ジャケット６自体がガスケット乃至パッキンの働きをするためである。

槽内部品４としては、前記したもの以外に、例えば、各種センサー、サンプリング管、バスケット等を挙げることができる。

培養槽本体５は熱交換ジャケット６の内側に収納するように納められている。

本考案で用いる培養槽本体５は、硝子又は金属から形成されているので、熱交換効率が良い。特に培養槽本体が硝子製 である場合には熱伝導性を維持することができ好ましい。

培養槽本体５の開口部周縁は水平方向に伸びて上縁部５１が形成されている。この上縁部５１は下記する熱交換ジャケット６の係止部６２に嵌め込まれ、上縁部５１は弾性を有するシリコーン製であるため、上縁部５１は熱交換ジャケット６の係止部６２と密着して接合する。培養槽本体５は熱交換ジャケット６内部にしっかりと固定される。

本考案の第二の実施態様では、図２に示すように培養槽本体５’の胴体部５２’が熱交換ジャケット６’のフランジ部６１’に密着するように嵌め込まれ、培養槽本体５’が熱交換ジャケット６’内部に固定される。

培養槽本体５の上縁部５１の形状や、熱交換ジャケット６の係止部６２の形状は、互いに密着接合できるような形状であればよく、通常は凹凸形状として形成される。

このようにして、培養槽本体５が熱交換ジャケット６に密着されることによって、培養槽本体５の外側と熱交換ジャケット６の内側の空間に熱交換室７４、７４’が形成される。熱交換媒体である温冷水は、冷温水ノズル７１、７１’から進入し、熱交換室７４、７４’を経由して冷温水ドレーンパイプ７３、７３’から排出され、循環される。

培養槽本体５、５’は硝子又は金属製であるため熱伝導性は良好であり、熱交換室７４、７４’を循環する温冷水により培養槽本体５、５’の温度調節が行われる。又、熱交換ジャケット６、６’は熱伝導性の低いシリコーン製であるため熱交換室７４、７４’の循環温冷水は外気温からの影響を受けず、又、熱交換ジャケット外壁表面からの循環冷温水の放熱を防ぐことができる。

本考案で用いられる熱交換ジャケット６、６’は弾性を有するシリコーンでできているため上蓋２と熱交換ジャケットのフランジ部との間にガスケット乃至パッキンは不要であるが、必要に応じてガスケット乃至パッキンを上蓋と培養槽本体との間に介在させることも本考案の範囲内である。

本考案で用いられる熱交換ジャケット６、６’の材料であるシリコーンゴムは、ガスケット乃至パッキンの物性を有するものが用いられている。又、耐熱、耐薬品性の材質のもので、繰り返しの蒸気滅菌でも劣化しにくい部材からなっており、常温で酸、アルカリ、塩素などへの耐性も強い部材である。又、比重も、ステンレスやガラスと比べて非常に小さい。

本考案で用いられる熱交換ジャケット６、６’は、その材料であるシリコーンゴムの熱伝導性がステンレスや硝子と比較してかなり小さいものが用いられる。これによって、熱交換ジャケット外壁表面からの循環冷温水の放熱を防ぐことができエネルギー効率が高まる。

本考案の最も好適な実施例においては、熱交換ジャケット６、６’は全体が高透明のシリコーンゴムであるが、必ずしも全体が高透明である必要はなく、少なくとも一部に内部観察用の窓として内部監視用の透明の部分が設けられても良い。ここで高透明とはガラスやアクリル樹脂のような透明感をもった高透明なシリコーンゴムを言う。
しかし、本考案においては、ガラスのような透明感を持った、いわゆる高透明シリコーンゴムが最も好ましい。この理由は、培養槽の内部観察が極めて容易であることや、熱耐性能に優れ、柔軟で長期にわたり劣化しない高安定性な物質性能及び意匠的な美観からである。

又、熱交換ジャケットは容易に着脱が可能なため、熱交換ジャケット内部の洗浄は極めて容易である。

本考案で用いられる熱交換ジャケット６、６’は弾性のある透明シリコーン製であるので柔軟に硝子製の培養槽本体に密看、密閉し接続⾯から冷温温水が漏れ出すことはないため、熱交換ジャケットに培養槽本体を押し込むだけの極めて簡単な作業によりジャケット付培養槽を作製することができる。

又、熱交換ジャケット６、６’はガスケット乃至パッキンとしても使用される物性を持つシリコーンゴムであるため、培養槽本体５、５’は熱交換ジャケットにしっかりと保持されると共に、培養槽本体５、５’の内部は気密、液密に保つことができる。

又、たとえ硝子製培養槽が破損しても硝子を飛散させないという効果がある。

又、本考案に係る培養装置では、培養槽本体の上縁部を熱交換ジャケットの係止部に押し込むだけの簡単な作業によって熱交換室が形成できるので、各種部品の製作工程を省略することができ、安価な培養装置を提供することができる。

本考案で用いられる熱交換ジャケットはシリコーンの弾性特性により装着時は硝子製培養槽本体のクッション保護材として働くため培養槽をぶつけても破損する恐れを激減させるという極めて優れた効果がある。


以下、培養装置１の構成をさらに詳述するが、本考案はこれらの実施例に限定されるものではない。

実施例１ 図１に示す態様の培養装置
上蓋２は、本実施例においてはステンレスの板材を用いて形成され、図示しない攪拌機等の槽内部品が取り付けられている。
本実施例においては、上蓋２は培養槽本体５に直接接合されていない。上蓋２は上蓋固定装置３によって熱交換ジャケット６のフランジ部６１と直接接合されている。

培養槽本体５は、硝子製底付き円筒状の容器である。本実施例においては上部の開口周縁に水平方向に伸びた上縁部５１が設けられている。この培養槽本体５の上縁部５１の形状は、熱交換ジャケット６１の係止部６２の形状と密着して嵌る形状に形成されておリ、培養槽本体５は熱交換ジャケット６内部にしっかりと嵌め込むことによって固定されている。
上蓋２は上蓋固定装置３を上下に通すことによって熱交換ジャケット６と分離可能に連結されている。本実施例では上蓋２と熱交換ジャケット６のフランジ部６１とは、上蓋固定ナット及び上蓋固定用ネジ金具とからなる上蓋固定装置３により分離可能に締結されている。

熱交換ジャケット６には冷温水供給ノズル７１、冷温水ドレーンパイプ７３及び冷温水ドレーンパイプ７３のそれぞれの断面形状に一致した形状の貫通孔が設けられており、熱交換ジャケット６の一方の外側からは冷温水供給ノズル７１が、他方の外側には冷温水ドレーンパイプ７３が嵌められており、熱交換ジャケット６の内側には冷温水供給パイプ７２が伸びている。本考案では熱交換ジャケット６の材質が弾性を有するシリコーンであるため各貫通孔には各パイプを取り付けるため封止機構は不要であり設けられていない。
冷温水は、冷温水供給ノズル７２から進入し、熱交換室７４を通って冷温水ドレーンパイプ７３から排出される循環サイクルを形成している。

熱交換ジャケット６の材料は前記した透明シリコーンゴムが用いられ、本実施例においては、熱交換ジャケット６は全体が高透明のシリコーンゴムが用いられている。

培養槽本体５は熱交換ジャケット６の係止部６２に嵌め込まれてしっかりと保持されている。本実施例では係止部６２は、熱交換ジャケット６上部内側に凹状に設けられた溝であり、ここに培養槽本体５の上縁部５１が嵌り込んでいる。

実施例２ 図２に示す態様の培養装置
図示しない上蓋２はステンレスの板材を用いて形成され、図示しない攪拌機等の槽内部品が取り付けられている。
本実施例においては、上蓋２は培養槽本体５に直接接合することができる。上蓋２は図示しない上蓋固定装置によって培養槽本体５’の上縁部５１’と接合される。

培養槽本体５’は、硝子製底付き円筒状の容器である。本実施例においては培養槽本体５’の胴体部５１’は、熱交換ジャケット６’のフランジ部６１’と密着して嵌り、培養槽本体５’は熱交換ジャケット６’内部にしっかりと嵌め込むことによって固定されている。

熱交換ジャケット６’には冷温水供給ノズル７１’、冷温水供給パイプ７２’及び冷温水ドレーンパイプ７３’のそれぞれの断面形状に一致した形状の貫通孔が設けられており、熱交換ジャケット６’の一方の外側からは冷温水供給ノズル７１’が、他方の外側には冷温水ドレーンパイプ７３’が嵌められており、熱交換ジャケット６’の内側には冷温水供給パイプ７２’が伸びている。本考案では熱交換ジャケット６’の材質が弾性を有するシリコーンであるため各貫通孔には各パイプを取り付けるため封止機構は不要であり設けられていない。
冷温水は、冷温水供給ノズル７２’から進入し、熱交換室７４’を通って冷温水ドレーンパイプ７３’から排出される循環サイクルを形成している。

熱交換ジャケット６’の材料は前記した透明シリコーンゴムが用いられ、本実施例においては、熱交換ジャケット６’は全体が高透明のシリコーンゴムが用いられている。

培養槽本体５は熱交換ジャケット６’のフランジ部６１’に嵌め込まれてしっかりと保持されている。

本考案の培養装置は、動物細胞、植物細胞、微生物等の培養装置として利用可能である。又、化学反応や他のジャケットを要する容器にも適用可能である。

１ 培養装置
２ 上蓋
３ 上蓋固定装置
５，５’ 培養槽本体
５１，５１’ 上縁部
６，６’ 熱交換ジャケット
６１，６１’ フランジ部
６２ 係止部
７１，７１’ 冷温水供給ノズル
７２，７２’ 冷温水供給パイプ
７３，７３’ 冷温水供給ドレーンパイプ
７４，７４’ 熱交換室

Claims (2)

1. 上蓋と、槽内部品と、上蓋固定装置と、培養槽本体と熱交換ジャケットとを含む培養装置において、前記熱交換ジャケットが透明シリコーンゴムからなり、前記熱交換ジャケットの上部に形成されたフランジ部と前記上蓋とが前記上蓋固定装置により分離可能に密着接合されて形成されており、前記熱交換ジャケットの内側上部に形成された係止部において前記培養槽本体の上縁部と前記フランジ部とが密着係止されて形成されていることを特徴とする培養装置。
2. 上蓋と、槽内部品と、上蓋固定装置と、培養槽本体と熱交換ジャケットとを含む培養装置において、前記熱交換ジャケットが透明シリコーンゴムからなり、前記熱交換ジャケットの上部に形成されたフランジ部と前記培養槽本体とが密着接合されていることを特徴とする培養装置。