JP5053628B2 - PRESSURE DEVICE, PRESSURE METHOD THEREOF, PUMP DEVICE, AND CULTURE DEVICE - Google Patents

PRESSURE DEVICE, PRESSURE METHOD THEREOF, PUMP DEVICE, AND CULTURE DEVICE Download PDF

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Description

本発明は、液体やゲル等を圧力伝達媒体に用いる加圧装置の構造やその加圧方法、ポンプ装置及び培養装置に関する。本発明の加圧装置は、材料や部品の耐圧測定に用いる耐圧耐久装置、深海生物等の高圧下での飼育実験装置、生体細胞や生体組織を培養する培養装置等に広く用いられる。
The present invention relates to a structure of a pressurizing apparatus using a liquid, gel or the like as a pressure transmission medium, a pressurizing method thereof, a pump apparatus, and a culture apparatus. The pressurizing apparatus of the present invention is widely used in a pressure resistant durability apparatus used for pressure resistance measurement of materials and parts, a breeding experiment apparatus under a high pressure such as a deep sea organism, a culture apparatus for culturing living cells and living tissues, and the like.

生体細胞の培養は、培養皿の中で大気圧の圧力下で行われてきたが、近年、体内を模倣した環境下で培養することが提唱され、体内で圧力や荷重のかかる関節軟骨や骨を圧力下で培養することが試みられている。とりわけ、再生医療では、治療に使われるためには、圧力チャンバや流体の通路となる部分を使い捨てにし、他人の遺伝子の汚染や感染症の病原体による汚染を防ぐことが重要である。このことは、微生物や生物の飼育でも、高純度の物質や他の物質の接触を嫌うような材料の試験でも同様のことが言える。そのためには、構造はできるだけ単純化し、かつコスト低減が要請されている。   Biological cell culture has been performed in a culture dish under atmospheric pressure, but in recent years it has been proposed to cultivate in an environment that mimics the body, and articular cartilage and bone that are subject to pressure and load in the body. Attempts have been made to culture under pressure. In particular, in regenerative medicine, in order to be used for treatment, it is important to dispose of pressure chambers and fluid passage portions to prevent contamination of other people's genes and infection pathogens. The same can be said for the breeding of microorganisms and organisms, and the testing of materials that dislike contact with high-purity substances and other substances. For this purpose, it is required to simplify the structure as much as possible and reduce the cost.

ところで、高圧を作り出すには、タービンポンプ、ギヤポンプ、プランジャポンプ等を使用するとともに、流体を注入した耐圧容器を閉塞し、その容器内を高圧にするのが一般的である。特許文献1、2には加圧装置が開示されている。   By the way, in order to create a high pressure, it is common to use a turbine pump, a gear pump, a plunger pump, or the like, and close a pressure-resistant container into which a fluid has been injected so that the inside of the container has a high pressure. Patent Documents 1 and 2 disclose pressure devices.

生物を高圧下で飼育するには、海水や淡水を入れた水槽に、外部から海水や淡水を注入し、水槽内の圧力を高める。例えば、特許文献3に開示された技術がそれである。   In order to raise organisms under high pressure, seawater or fresh water is injected into the aquarium containing seawater or freshwater from the outside to increase the pressure in the aquarium. For example, this is the technique disclosed in Patent Document 3.

また、再生医療等に用いられる生体細胞や生体組織の培養では、体内を模倣して加圧しながら培養することが、表現型の維持や最発現、分化誘導、増殖、細胞移動、物質移動に良い効果をもたらすことが言われ、加圧培養装置(特許文献4、5)が提案されている。
特開平7−327676号公報 特開平9−151903号公報 特開2005−6547号公報 特開2001−238663号公報 特表2004−512031号公報
In the culture of living cells and tissues used for regenerative medicine, etc., culturing while applying pressure while imitating the body is good for maintaining phenotype, maximal expression, differentiation induction, proliferation, cell migration, mass transfer. It is said to bring about an effect, and a pressure culture apparatus (patent documents 4 and 5) has been proposed.
JP-A-7-327676 JP-A-9-151903 Japanese Patent Laying-Open No. 2005-6547 JP 2001-238663 A Special table 2004-512031

ところで、特許文献1又は特許文献2の耐圧・耐久装置や、特許文献3の飼育実験装置では、圧力を受けさせる物の周囲の液体をタービンの回転やプランジャの往復運動、ギアモータの回転等によって圧力を高め、加圧している。この際、タービンの回転やプランジャの往復運動、ギアモータの回転等を円滑に行うための潤滑油や漏れを防止するためのシール材料が液体に溶け込み、又は混入することがある。シール材料の流出や混入はその用途を制限することになる。   By the way, in the pressure resistance / durability apparatus of Patent Document 1 or Patent Document 2 and the breeding experiment apparatus of Patent Document 3, the liquid around the object subjected to pressure is pressured by rotation of the turbine, reciprocation of the plunger, rotation of the gear motor, or the like. The pressure is increased. At this time, the lubricating oil for smoothly rotating the turbine, the reciprocating movement of the plunger, the rotation of the gear motor, and the like and the sealing material for preventing leakage may be dissolved or mixed in the liquid. The outflow and contamination of the sealing material will limit its application.

特許文献5に開示されている生体細胞や生体組織の培養では、培養液中への他の物質の混入を避けるため、ポンプで加圧した加圧チャンバの水の中に細胞を入れて密閉したシールバッグを入れている。このようなシールバッグを用いても、培養液の交換や、他のシールバッグへの移し替えには雑菌等の侵入のおそれがあり、その作業は細心の注意が必要であり、面倒である。   In the culture of living cells and tissues disclosed in Patent Document 5, the cells are sealed in water in a pressurized chamber pressurized with a pump in order to avoid mixing other substances into the culture solution. There is a seal bag. Even when such a seal bag is used, there is a risk of invasion of germs or the like when exchanging the culture solution or transferring to another seal bag, and the work requires careful attention and is troublesome.

特許文献4に開示されている培養装置では、加圧機構と培養チャンバとが隔離され、加圧用液体と培養液とが直接接触することがない点で汚染防止に優れている。しかしながら、加圧機構が複雑である場合には製造コストが高くなる。また、培養液を送る送液装置において、シール部(Oリング)の磨耗で微細粉を生じるおそれがある。   In the culture apparatus disclosed in Patent Document 4, the pressurization mechanism and the culture chamber are isolated from each other, and the pressurization liquid and the culture solution are not in direct contact with each other, which is excellent in preventing contamination. However, when the pressurizing mechanism is complicated, the manufacturing cost becomes high. Moreover, in the liquid feeding apparatus which sends a culture solution, there exists a possibility of producing fine powder by abrasion of a seal | sticker part (O-ring).

このような課題について、特許文献1〜5にはその開示はなく、それを解決する手段も開示されていない。   Regarding such problems, Patent Documents 1 to 5 do not disclose the problem, and do not disclose means for solving the problem.

そこで、本発明の第1の目的は、液体等を圧力伝達媒体に用いる加圧装置に関し、加圧側と受圧側とを分離し、受圧側の汚染を防止することにある。   Accordingly, a first object of the present invention relates to a pressurizing apparatus that uses a liquid or the like as a pressure transmission medium, and separates the pressurizing side and the pressure receiving side to prevent contamination on the pressure receiving side.

斯かる目的を具体的に述べれば、外部の雑菌の侵入を防ぎ、不純物の混入を防ぎつつ、単純な加圧機構で、安価な加圧培養等に適用できる加圧装置を実現することにある。   Specifically, the purpose is to realize a pressurization apparatus that can be applied to inexpensive pressurization culture or the like with a simple pressurization mechanism while preventing the entry of external germs and preventing the entry of impurities. .

また、本発明の第2の目的は、受圧側の汚染を防止した加圧装置の加圧方法を提供することにある。   A second object of the present invention is to provide a pressurizing method for a pressurizing apparatus that prevents contamination on the pressure receiving side.

また、本発明の第3の目的は、既述の加圧装置を用いて流体を圧送させるポンプ装置を実現することにある。   A third object of the present invention is to realize a pump device that pumps a fluid using the pressurization device described above.

また、本発明の第4の目的は、生体細胞や生体組織を培養する培養装置に関し、既述の加圧装置やポンプ装置の何れか一方又は双方を用いた培養装置の提供にある。
The fourth object of the present invention relates to a culture apparatus for culturing living cells and living tissues, and is to provide a culture apparatus using one or both of the aforementioned pressurization apparatus and pump apparatus.

そこで、上記第1の目的を達成するため、本発明の第1の側面は、圧力を圧力伝達媒体により受圧側に伝達する加圧装置であって、前記圧力伝達媒体が収容される加圧側空間部と、圧力を受ける受圧側空間部と、前記加圧側空間部と前記受圧側空間部との間に設置され、前記圧力伝達媒体に応じて変形可能な受圧膜と、前記加圧側空間部に連結され、従動ピストンが挿入されて内部の容積が狭められるシリンダ部と、前記シリンダ部に連結され、摺動して前記従動ピストンを前記シリンダ部内で移動させる加圧ピストンと、該加圧ピストンの摺動を許容し且つ前記加圧ピストンと前記シリンダ部の間を封止する伸縮膜とを備えるピストン機構部とを備え、前記加圧ピストンの摺動によって前記従動ピストンを移動させ、該従動ピストンの移動を前記圧力伝達媒体により前記受圧膜に伝達し、前記受圧側空間部側を加圧する構成である。斯かる構成により、上記目的を達成できる。
Therefore, in order to achieve the first object, a first aspect of the present invention is a pressurizing device for transmitting pressure to a pressure receiving side by a pressure transmission medium, and a pressure side space in which the pressure transmission medium is accommodated. A pressure-receiving side space that receives pressure, a pressure-receiving membrane that is installed between the pressure-side space and the pressure-side space, and can be deformed according to the pressure transmission medium, and the pressure-side space is connected, and a cylinder portion internal volume that narrows the slave piston is inserted, is connected to the cylinder portion, and a pressure piston which slides move the follower piston in the cylinder portion, the pressurizing piston A piston mechanism having a stretchable membrane that seals between the pressure piston and the cylinder, and moves the driven piston by sliding the pressure piston. the movement of the piston Transmitted to the pressure receiving layer by the pressure transmitting medium is configured such that pressurizing the pressure receiving-side space side. With this configuration, the above object can be achieved.

上記第1の目的を達成するためには、上記加圧装置において、好ましくは、前記圧力伝達媒体は液体又はゲルである構成としてもよい。   In order to achieve the first object, in the pressurizing apparatus, preferably, the pressure transmission medium may be a liquid or a gel.

上記第1の目的を達成するためには、上記加圧装置において、好ましくは、前記圧力伝達媒体に液体を用いる場合、該液体を収容した前記加圧側空間部を封止する栓を備え、前記従動ピストンの移動により、前記従動ピストンを前記栓に当てて開栓する構成としてもよい。
In order to achieve the first object, in the pressurizing device, preferably, when a liquid is used for the pressure transmission medium, the pressurizing device includes a stopper that seals the pressurizing side space that contains the liquid , the movement of the slave piston, the slave piston may be configured you open plug against the plug.

上記第2の目的を達成するため、本発明の第2の側面は、圧力を圧力伝達媒体により受圧側に伝達する加圧装置の加圧方法であって、受圧膜を備える加圧側空間部に前記圧力伝達媒体を入れる工程と、前記圧力伝達媒体を入れた前記加圧側空間部と、従動ピストンが挿入されて内部の容積が狭められるシリンダ部とを連結する工程と、前記シリンダ部内で前記従動ピストンを移動させる加圧ピストンと、該加圧ピストンの摺動を許容し且つ前記加圧ピストンと前記シリンダ部の間を封止する伸縮膜とを備える、ピストン機構部を前記シリンダ部と連結する工程と、前記シリンダ部内に加圧ピストンを摺動させ、前記従動ピストンを移動させて前記従動ピストンの移動を前記圧力伝達媒体により前記受圧膜に伝達し、受圧側空間部を加圧可能にする工程とを含む構成である。斯かる構成により、上記目的を達成できる。
In order to achieve the second object, a second aspect of the present invention is a pressurizing method of a pressurizing device that transmits pressure to a pressure receiving side by a pressure transmission medium, and includes a pressure side space portion including a pressure receiving film. The step of inserting the pressure transmission medium, the step of connecting the pressure side space portion in which the pressure transmission medium has been inserted, and the cylinder part in which the driven piston is inserted to reduce the internal volume , and the driven part in the cylinder part A piston mechanism portion is connected to the cylinder portion, and includes a pressure piston that moves the piston, and an elastic membrane that allows the pressure piston to slide and seals between the pressure piston and the cylinder portion. a step, sliding the pressure piston in the cylinder unit, the move the slave piston to transmit movement of the driven piston in the pressure-receiving layer by the pressure transmission medium, the pressure receiving side space pressurizable to A configuration including a that step. With this configuration, the above object can be achieved.

上記第2の目的を達成するためには、上記加圧装置の加圧方法において、好ましくは、前記圧力伝達媒体は液体又はゲルである構成としてもよい。   In order to achieve the second object, in the pressurizing method of the pressurizing apparatus, preferably, the pressure transmission medium may be a liquid or a gel.

上記第2の目的を達成するためには、上記加圧装置の加圧方法において、好ましくは、前記圧力伝達媒体に液体を用いる場合、該液体を収容した前記加圧側空間部を封止する栓を備えるとともに、前記シリンダ部に前記加圧ピストンによって移動可能な従動ピストンを備え、該従動ピストンを前記栓に当てて開栓する工程を含む構成としてもよい。   In order to achieve the second object, in the pressurizing method of the pressurizing apparatus, preferably, when a liquid is used as the pressure transmission medium, a plug for sealing the pressurizing side space containing the liquid It is good also as a structure including the driven piston which can be moved by the said pressurizing piston in the said cylinder part, and opening the stopper piston against the said stopper.

上記第3の目的を達成するため、本発明の第3の側面は、外部圧力に応じて被移送流体を移送するポンプ装置であって、圧力伝達媒体が収容される加圧側空間部と、圧力を受け、前記被移送流体を流す受圧側空間部と、前記加圧側空間部と前記受圧側空間部との間に設置され、前記圧力伝達媒体に応じて変形可能な受圧膜と、前記加圧側空間部に連結され、従動ピストンが挿入されて内部の容積が狭められるシリンダ部と、前記シリンダ部に連結され、摺動して前記従動ピストンを前記シリンダ部内で移動させる加圧ピストンと、該加圧ピストンの摺動を許容し且つ前記加圧ピストンと前記シリンダ部の間を封止する伸縮膜とを備えるピストン機構部とを備え、前記加圧ピストンの摺動によって前記従動ピストンを移動させ、該従動ピストンの移動を前記圧力伝達媒体により前記受圧膜に伝達させて前記受圧側空間部側を減圧又は加圧状態にし、減圧時、前記受圧側空間部に前記被移送流体を流し込み、加圧時、前記受圧側空間部から前記被移送流体を流出させる構成である。斯かる構成により、上記目的を達成できる。
In order to achieve the third object, a third aspect of the present invention is a pump device for transferring a fluid to be transferred according to an external pressure, a pressure side space portion in which a pressure transmission medium is accommodated, a pressure Pressure receiving side space for flowing the fluid to be transferred, a pressure receiving membrane installed between the pressure side space and the pressure receiving side space, and deformable according to the pressure transmission medium, and the pressure side is connected to the space portion, a cylinder portion internal volume that narrows the slave piston is inserted, coupled to said cylinder portion, and slid pressure piston for moving the follower piston in the cylinder unit, the A piston mechanism that includes a stretchable membrane that allows the pressure piston to slide and seals between the pressure piston and the cylinder, and moves the driven piston by sliding the pressure piston. , the driven piston The movement is transmitted to the pressure-receiving membrane by the pressure transmission medium, and the pressure-receiving side space is reduced or pressurized, and the fluid to be transferred is poured into the pressure-receiving space when the pressure is reduced. In the configuration, the fluid to be transported flows out from the pressure side space. With this configuration, the above object can be achieved.

上記第3の目的を達成するためには、上記ポンプ装置において、好ましくは、前記受圧側空間部には、出口部に加圧時に開くバルブ、入口部に減圧時に開くバルブを備える構成としてもよい。また、上記ポンプ装置において、前記圧力伝達媒体に液体を用いる場合、該液体を収容した前記加圧側空間部を封止する栓を備え、前記従動ピストンの移動により、前記従動ピストンを前記栓に当てて開栓する構成としてもよい。
In order to achieve the third object, in the pump device, preferably, the pressure receiving side space portion may include a valve that opens at the outlet portion when the pressure is applied, and a valve that opens at the inlet portion when the pressure is reduced. . Further, in the above pump device, when a liquid is used as the pressure transmission medium, the pump device includes a plug that seals the pressure side space that contains the liquid, and the driven piston is applied to the plug by the movement of the driven piston. It is good also as a structure which opens and opens.

上記第4の目的を達成するため、本発明の第4の側面は、圧力を圧力伝達媒体により受圧側に伝達する加圧装置を備える培養装置であって、前記加圧装置が、前記圧力伝達媒体が収容される加圧側空間部と、圧力を受ける受圧側空間部と、前記加圧側空間部と前記受圧側空間部との間に設置され、前記圧力伝達媒体に応じて変形可能な受圧膜と、前記加圧側空間部に連結され、従動ピストンが挿入されて内部の容積が狭められるシリンダ部と、前記シリンダ部に連結され、摺動して前記従動ピストンを前記シリンダ部内で移動させる加圧ピストンと、該加圧ピストンの摺動を許容し且つ前記加圧ピストンと前記シリンダ部の間を封止する伸縮膜とを備えるピストン機構部とを備え、前記加圧ピストンの摺動によって前記従動ピストンを移動させ、該従動ピストンの移動を前記圧力伝達媒体により前記受圧膜に伝達し、前記受圧側空間部側を加圧する構成である。斯かる構成により、上記目的を達成できる。
In order to achieve the fourth object, a fourth aspect of the present invention is a culture apparatus including a pressurizing device that transmits pressure to a pressure receiving side by a pressure transmission medium, wherein the pressurizing device is configured to transmit the pressure. A pressure-receiving space that receives a medium; a pressure-receiving-side space that receives pressure; and a pressure-receiving film that is installed between the pressure-side and the pressure-receiving-side space and can be deformed according to the pressure transmission medium. If, coupled to said pressure side space, the cylinder portion internal volume that narrows the slave piston is inserted, is connected to the cylinder portion, and a sliding pressure for moving the driven piston in the cylinder portion A pressure piston, and a piston mechanism portion that includes a stretchable membrane that allows the pressure piston to slide and seals between the pressure piston and the cylinder portion , and the pressure piston slides to Move the driven piston , Transmits the movement of the driven piston in the pressure-receiving layer by the pressure transmitting medium is configured such that pressurizing the pressure receiving-side space side. With this configuration, the above object can be achieved.

上記第4の目的を達成するため、本発明の第5の側面は、外部圧力に応じて培養液を移送するポンプ装置を備える培養装置であって、前記ポンプ装置が、圧力伝達媒体が収容される加圧側空間部と、圧力を受け、前記培養液を流す受圧側空間部と、前記加圧側空間部と前記受圧側空間部との間に設置され、前記圧力伝達媒体に応じて変形可能な受圧膜と、前記加圧側空間部に連結され、従動ピストンが挿入されて内部の容積が狭められるシリンダ部と、前記シリンダ部に連結され、摺動して前記従動ピストンを前記シリンダ部内で移動させる加圧ピストンと、該加圧ピストンの摺動を許容し且つ前記加圧ピストンと前記シリンダ部の間を封止する伸縮膜とを備えるピストン機構部とを備え、前記加圧ピストンの摺動によって前記従動ピストンを移動させ、該従動ピストンの移動を前記圧力伝達体により前記受圧膜に伝達させて前記受圧側空間部側を減圧又は加圧状態にし、減圧時、前記受圧側空間部に前記培養液を流し込み、加圧時、前記受圧側空間部から前記培養液を流出させる構成である。斯かる構成により、上記目的を達成できる。
また、上記培養装置において、前記圧力伝達媒体に液体を用いる場合、該液体を収容した前記加圧側空間部を封止する栓を備え、前記従動ピストンの移動により、前記従動ピストンを前記栓に当てて開栓する構成としてもよい。
In order to achieve the fourth object, a fifth aspect of the present invention is a culture device including a pump device that transfers a culture solution according to an external pressure, and the pump device contains a pressure transmission medium. A pressure-side space portion, a pressure-receiving side space portion that receives pressure and allows the culture medium to flow, and is disposed between the pressure-side space portion and the pressure-receiving side space portion, and is deformable according to the pressure transmission medium a pressure receiving membrane, is connected to the pressure side space, the cylinder portion internal volume that narrows the slave piston is inserted, is connected to the cylinder unit, moves the slave piston to slide within said cylinder portion comprising a pressure piston which, with a piston mechanism and a stretch film to seal between the permit sliding of pressurizing piston to and with the pressure piston the cylinder portion, the sliding of the pressure piston By said driven piston The moved, the vacuum or pressurized state the pressure receiving-side space side by transmitted to the pressure receiving layer by the pressure transmitting medium body movement of the driven piston, under decompression, pouring the culture liquid to the pressure receiving side space The culture solution is allowed to flow out from the pressure receiving side space during pressurization. With this configuration, the above object can be achieved.
In the culture apparatus, when a liquid is used as the pressure transmission medium, the culture apparatus includes a plug that seals the pressure side space that contains the liquid, and the driven piston is applied to the plug by the movement of the driven piston. It is good also as a structure which opens and opens.

本発明によれば、次の効果が得られる。   According to the present invention, the following effects can be obtained.

(1) 加圧側と受圧側とを分離でき、加圧側で有害物質や汚染物質が発生しても、受圧側に影響を及ぼすことがない。   (1) The pressure side and the pressure receiving side can be separated, and even if harmful substances and contaminants are generated on the pressure side, the pressure receiving side is not affected.

(2) 圧力伝達媒体に液体を用いる場合、空気の混入を防止でき、圧力伝達性を高めることができる。   (2) When a liquid is used for the pressure transmission medium, air can be prevented from being mixed in and pressure transmission can be improved.

(3) 空気の残留を最小限にすることができるので、加圧機構側の移動距離を小さくしても、高圧力の加圧が得られる。   (3) Since residual air can be minimized, high pressure can be obtained even if the moving distance on the pressure mechanism side is reduced.

(4) 圧力チャンバ側の培養液等の液体を加圧側と無関係に交換又は補充することができる。   (4) A liquid such as a culture solution on the pressure chamber side can be exchanged or replenished independently of the pressure side.

(5) 加圧機構側の構造を簡略化でき、製造コストの低減が図られる。
(5) The structure on the pressure mechanism side can be simplified, and the manufacturing cost can be reduced.

〔第1の実施の形態〕 [First Embodiment]

本発明の第1の実施の形態について、図1ないし図12を参照して説明する。図1は、第1の実施の形態に係る加圧装置を示す図、図2は、加圧装置及びバルブを示す分解斜視図、図3及び図4は、圧力チャンバ部の筒状部及びプラグを示す図、図5は、圧力センサの一例を示す図、図6は、加圧ピストン部分を示す断面図、図7は、加圧ピストン側のダイヤフラムを示す図、図8は、圧力チャンバ部の加圧側空間部の封止方法を示す図、図9は、初期状態の加圧装置を示す図、図10は、圧力チャンバ部の加圧側空間部の封止解除を示す図、図11は、加圧解除状態にある加圧装置を示す図、図12は、加圧状態にある加圧装置を示す図である。   A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a view showing a pressurizing device according to the first embodiment, FIG. 2 is an exploded perspective view showing a pressurizing device and a valve, and FIGS. 3 and 4 are a cylindrical portion and a plug of a pressure chamber portion. FIG. 5 is a view showing an example of a pressure sensor, FIG. 6 is a cross-sectional view showing a pressure piston portion, FIG. 7 is a view showing a diaphragm on the pressure piston side, and FIG. 8 is a pressure chamber portion. FIG. 9 is a view showing a pressurizing device in the initial state, FIG. 10 is a view showing release of sealing of the pressurizing side space of the pressure chamber, and FIG. The figure which shows the pressurization apparatus in a pressurization cancellation | release state, FIG. 12 is a figure which shows the pressurization apparatus in a pressurization state.

この加圧装置2は、図1及び図2に示すように、加圧側から加えられた圧力を圧力伝達媒体により受圧側に伝達する手段であって、圧力チャンバ部4と、加圧機構部6とを備えており、これら圧力チャンバ部4と加圧機構部6とは着脱可能である。圧力チャンバ部4は培養庫8の内部に設置され、加圧機構部6は培養庫8の外部に設置される。   As shown in FIGS. 1 and 2, the pressurizing device 2 is means for transmitting pressure applied from the pressurizing side to the pressure receiving side by a pressure transmission medium, and includes a pressure chamber section 4 and a pressurizing mechanism section 6. The pressure chamber unit 4 and the pressurizing mechanism unit 6 are detachable. The pressure chamber unit 4 is installed inside the incubator 8, and the pressurizing mechanism unit 6 is installed outside the incubator 8.

〔圧力チャンバ部4の構成〕 [Configuration of Pressure Chamber 4]

圧力チャンバ部4は、本体部10を挟んで結合部12及び蓋部14を備えている。本体部10には結合部12側からの圧力を受ける受圧側空間部として例えば、空間部16が形成され、この空間部16には、流体として例えば、培養液18を溜め、試験片として例えば、被培養物20が収容される。この場合、被培養物20は、生体細胞、生体組織、培養基材に細胞が播種された細胞構成体の何れかである。また、本体部10には、培養液18を空間部16に流入させるための入側ポート22、空間部16から培養液18を流出させるための出側ポート24が形成され、入側ポート22に接続された管路26には第1のバルブ28、出側ポート24に接続された管路30には第2のバルブ32が設置されている。これらバルブ28、32は、圧力チャンバ部4に加えられる圧力に耐えられる耐力を備える必要がある。バルブ28、32を開き、培養液18を空間部16に循環させて満たし、バルブ28、32を閉じることによって空間部16内に培養液18を閉じ込め、この状態で培養液18及び被培養物20を加圧することができる。   The pressure chamber portion 4 includes a coupling portion 12 and a lid portion 14 with the main body portion 10 interposed therebetween. For example, a space 16 is formed in the main body 10 as a pressure-receiving side space that receives pressure from the coupling portion 12 side. In the space 16, for example, a culture solution 18 is stored as a fluid, and as a test piece, for example, A culture object 20 is accommodated. In this case, the culture target 20 is any one of a living cell, a living tissue, and a cell constituent in which cells are seeded on a culture substrate. The main body 10 is also provided with an inlet port 22 for allowing the culture medium 18 to flow into the space 16 and an outlet port 24 for allowing the culture medium 18 to flow out of the space 16. A first valve 28 is installed in the connected pipeline 26, and a second valve 32 is installed in the pipeline 30 connected to the outlet port 24. These valves 28 and 32 need to have a proof strength capable of withstanding the pressure applied to the pressure chamber section 4. The valves 28 and 32 are opened, the culture medium 18 is circulated and filled in the space 16, and the valves 28 and 32 are closed to confine the culture medium 18 in the space 16. In this state, the culture medium 18 and the culture object 20 Can be pressurized.

本体部10と結合部12との間には伸縮性のあるプラスチックフィルムやその他の薄膜等で形成された受圧膜34が設置され、この受圧膜34の周囲部にはOリング部36が一体に形成されている。このOリング部36によって本体部10と結合部12との間がシールされている。また、本体部10と蓋部14とは、本体部10側の立壁38を蓋部14側の溝部40に噛み合わせ、立壁38の内外にあるOリング42、44を以てシールされている。   A pressure receiving film 34 formed of a stretchable plastic film or other thin film is installed between the main body portion 10 and the coupling portion 12, and an O-ring portion 36 is integrally formed around the pressure receiving film 34. Is formed. The O-ring portion 36 seals between the main body portion 10 and the coupling portion 12. The main body 10 and the lid 14 are sealed by O-rings 42 and 44 inside and outside the standing wall 38 by engaging the standing wall 38 on the main body 10 side with the groove 40 on the lid 14 side.

結合部12側には加圧側空間部として空間部46が形成されているとともに、筒状部48が形成されている。空間部46は、結合部12と受圧膜34との間及び筒状部48の内部に至る空間であり、圧力伝達媒体として液体例えば、水50で満たされる。筒状部48には図3の(A)に示すように、中間に段差51を設けて径大部52と径小部54とを備えている。この筒状部48の径小部54側を開閉するための栓として円柱体のプラグ56(図1)が設置される。   A space portion 46 is formed as a pressure side space portion on the coupling portion 12 side, and a cylindrical portion 48 is formed. The space portion 46 is a space extending between the coupling portion 12 and the pressure receiving film 34 and reaching the inside of the cylindrical portion 48, and is filled with a liquid, for example, water 50 as a pressure transmission medium. As shown in FIG. 3A, the cylindrical portion 48 is provided with a step 51 in the middle and a large-diameter portion 52 and a small-diameter portion 54. A cylindrical plug 56 (FIG. 1) is installed as a plug for opening and closing the small diameter portion 54 side of the cylindrical portion 48.

このプラグ56は、図3の(B)に示すように構成されており、その直径が径小部54及び径大部52の内径より小さく設定され、その中間部に形成された溝部58に取り付けられたOリング60の外面径が径小部54の内径より大きく設定されている。また、筒状部48の先端部には、その外側に加圧機構部6側との密着接合を図るため、Oリング66が取り付けられ、また、その内側にテーパ面68が形成されている。   The plug 56 is configured as shown in FIG. 3B. The diameter of the plug 56 is set smaller than the inner diameters of the small diameter portion 54 and the large diameter portion 52, and the plug 56 is attached to a groove portion 58 formed in the middle portion thereof. The outer diameter of the O-ring 60 is set larger than the inner diameter of the small-diameter portion 54. Further, an O-ring 66 is attached to the distal end portion of the cylindrical portion 48 in order to achieve close bonding with the pressurizing mechanism portion 6 side on the outside thereof, and a tapered surface 68 is formed on the inside thereof.

筒状部48の径小部54側にプラグ56がOリング60を以て嵌入されることにより、プラグ56によって筒状部48が閉止され(図1)、プラグ56が径大部52側に外されると、図4に示すように、そのプラグ56の外面部と径大部52の内壁部との間にスペース62が形成され、水50が流動することになる。空間部46は、加圧機構部6側の加圧ピストン64の最大突出幅より大きく設定されている。   When the plug 56 is fitted with the O-ring 60 to the small diameter portion 54 side of the cylindrical portion 48, the cylindrical portion 48 is closed by the plug 56 (FIG. 1), and the plug 56 is removed to the large diameter portion 52 side. Then, as shown in FIG. 4, a space 62 is formed between the outer surface portion of the plug 56 and the inner wall portion of the large diameter portion 52, and the water 50 flows. The space 46 is set to be larger than the maximum protrusion width of the pressure piston 64 on the pressure mechanism 6 side.

〔加圧機構部6の構成〕 [Configuration of Pressure Mechanism 6]

加圧機構部6は、図1に示すように、シリンダ部70と、連結部72と、ピストン機構部74とを備えている。シリンダ部70には連結部72が固定手段として例えば、複数のねじ76によって固定されているとともに、培養庫8の壁部78に固定手段として例えば、ねじ80によって固定されている。また、連結部72は、圧力チャンバ部4とシリンダ部70とを連結をするための手段である。この実施の形態では、培養庫8の壁部78に形成された貫通孔82に貫通させた連結部72が庫内に挿入されている。この連結部72には、シリンダ部70に通ずる連結孔84を備えた連結筒部86が形成され、この連結筒部86には圧力チャンバ部4側の筒状部48が挿入され、圧力チャンバ部4が連結される。   As shown in FIG. 1, the pressurizing mechanism unit 6 includes a cylinder unit 70, a connecting unit 72, and a piston mechanism unit 74. The connecting portion 72 is fixed to the cylinder portion 70 by a plurality of screws 76 as fixing means, for example, and is fixed to the wall portion 78 of the incubator 8 by, for example, screws 80 as fixing means. The connecting portion 72 is a means for connecting the pressure chamber portion 4 and the cylinder portion 70. In this embodiment, the connection part 72 penetrated by the through-hole 82 formed in the wall part 78 of the culture container 8 is inserted in the warehouse. A connecting cylinder part 86 having a connecting hole 84 communicating with the cylinder part 70 is formed in the connecting part 72, and the cylindrical part 48 on the pressure chamber part 4 side is inserted into the connecting cylinder part 86, and the pressure chamber part 4 are connected.

シリンダ部70には、加圧ピストン64に従動する従動ピストン88が挿入され、従動ピストン88とシリンダ部70の内壁部90との間には、水50を流動させるとともに従動ピストン88の移動を許容するスペース92が形成されている。従動ピストン88は、内壁部90の容積を狭めるための手段であって、軽量の剛体であり例えば、合成樹脂で形成された円柱体である。この場合、従動ピストン88の直径は、内壁部90の内径より小さく形成されている。   A driven piston 88 that follows the pressurizing piston 64 is inserted into the cylinder portion 70, and the water 50 flows between the driven piston 88 and the inner wall portion 90 of the cylinder portion 70 and the driven piston 88 is allowed to move. A space 92 is formed. The driven piston 88 is a means for narrowing the volume of the inner wall portion 90 and is a lightweight rigid body, for example, a cylindrical body formed of synthetic resin. In this case, the diameter of the driven piston 88 is smaller than the inner diameter of the inner wall portion 90.

従動ピストン88は、プラグ56と加圧ピストン64との間に形成されたスペースを埋めてスペース92内の空気を排除するための容積狭小化部材であるとともに、プラグ56を開栓するための手段である。スペース92内に従動ピストン88とシリンダ部70との間にできるクリアランスは、従動ピストン88の自由移動を許容し、加圧ピストン64からの圧力を伝達できる範囲で最小にする。この場合、クリアランス即ち、スペース92は小さいので、不要な空気の残留を抑制でき、シリンダ部70内を昇圧し、高圧化に寄与する。   The driven piston 88 is a volume narrowing member for filling the space formed between the plug 56 and the pressurizing piston 64 to eliminate the air in the space 92, and means for opening the plug 56. It is. The clearance formed between the driven piston 88 and the cylinder part 70 in the space 92 allows the driven piston 88 to move freely and is minimized within a range in which the pressure from the pressurizing piston 64 can be transmitted. In this case, since the clearance, that is, the space 92 is small, the remaining of unnecessary air can be suppressed, and the pressure in the cylinder portion 70 is increased to contribute to the increase in pressure.

また、シリンダ部70には内壁部90の内部に加えられる圧力を検出する圧力センサ94が取り付けられ、この圧力センサ94のセンサ部96にはシリンダ部70に形成された検出孔98を通してシリンダ部70内の圧力が作用している。圧力センサ94は、検出圧力を電気信号に変換して出力する。圧力センサ94は例えば、図5に示すように、センサ部96及びセンサ回路97が備えられており、センサ部96に生じた検出圧力に対する物理変化として例えば、抵抗変化をセンサ回路97により電気信号Vに変換する。この電気信号Vは出力端子99から出力される。   Further, a pressure sensor 94 for detecting the pressure applied to the inside of the inner wall portion 90 is attached to the cylinder portion 70, and the cylinder portion 70 is connected to the sensor portion 96 of the pressure sensor 94 through a detection hole 98 formed in the cylinder portion 70. Inside pressure is acting. The pressure sensor 94 converts the detected pressure into an electrical signal and outputs it. For example, the pressure sensor 94 includes a sensor unit 96 and a sensor circuit 97 as shown in FIG. Convert to This electrical signal V is output from the output terminal 99.

シリンダ部70の背面側には固定手段である複数のねじ100によってピストン機構部74が固定され、このピストン機構部74は支持筒部102と、加圧ピストン64とを備えている。支持筒部102には軸支持部104が取り付けられ、この軸支持部104には加圧ピストン64の軸部106が摺動可能に支持されている。加圧ピストン64と支持筒部102との間には、伸縮膜であるダイヤフラム108とともに、作動突部としてのダイヤフラムリテーナ109が設置され、ダイヤフラム108は、シリンダ部70を密封するとともに、加圧ピストン64の移動を許容する。軸部106の後部にはフランジ部110が取り付けられ、このフランジ部110と軸支持部104との間には、弾性部材としてコイルスプリング112が設置され、このコイルスプリング112の復元力が加えられている。フランジ部110の中心部には加圧ポイント113が形成され、この加圧ポイント113には、駆動手段としてアクチュエータ114から押力が付与される。このアクチュエータ114から加圧ポイント113を通して軸部106に例えば、断続的に加圧力が付与される。   A piston mechanism 74 is fixed to the back surface side of the cylinder part 70 by a plurality of screws 100 as fixing means. The piston mechanism part 74 includes a support cylinder part 102 and a pressurizing piston 64. A shaft support portion 104 is attached to the support cylinder portion 102, and the shaft portion 106 of the pressure piston 64 is slidably supported on the shaft support portion 104. A diaphragm retainer 109 as an operating protrusion is installed between the pressure piston 64 and the support cylinder portion 102 together with a diaphragm 108 which is a stretchable membrane. The diaphragm 108 seals the cylinder portion 70 and also pressurizes the pressure piston. 64 movements are allowed. A flange portion 110 is attached to the rear portion of the shaft portion 106, and a coil spring 112 is installed as an elastic member between the flange portion 110 and the shaft support portion 104, and a restoring force of the coil spring 112 is applied. Yes. A pressing point 113 is formed at the center of the flange portion 110, and a pressing force is applied to the pressing point 113 from an actuator 114 as a driving means. For example, a pressure is intermittently applied to the shaft portion 106 from the actuator 114 through the pressure point 113.

〔加圧ピストン64の構成〕 [Configuration of Pressurizing Piston 64]

加圧ピストン64には図6に示すように、軸部106側にフランジ部116が形成されており、このフランジ部116に対し、支持筒部102の内側にストッパ環118が形成されているので、このストッパ環118にフランジ部116が当たることにより、加圧ピストン64の後退位置が決定されている。   As shown in FIG. 6, the pressure piston 64 has a flange portion 116 formed on the shaft portion 106 side, and a stopper ring 118 is formed on the inner side of the support cylinder portion 102 with respect to the flange portion 116. The retraction position of the pressurizing piston 64 is determined by the flange portion 116 hitting the stopper ring 118.

この加圧ピストン64の先端部にはダイヤフラム108が接着材等の固定手段によって固定されるとともに、このダイヤフラム108を挟んで円柱状のダイヤフラムリテーナ109が固定されている。ダイヤフラム108の周縁部にはOリング部120が一体に形成され、このOリング部120はダイヤフラム108の固定手段であるとともに、シリンダ部70の気密保持手段を兼用している。そこで、支持筒部102の前端面部には、貫通孔122と同心円状の凹部124が形成され、この凹部124に挿入して保持させたOリング部120を支持筒部102とシリンダ部70との間に介在させ、ねじ100で支持筒部102とシリンダ部70との間を固定することにより、両者間にOリング部120を密着させ、封止している。   A diaphragm 108 is fixed to a front end portion of the pressurizing piston 64 by a fixing means such as an adhesive, and a cylindrical diaphragm retainer 109 is fixed with the diaphragm 108 interposed therebetween. An O-ring portion 120 is formed integrally with the peripheral portion of the diaphragm 108, and the O-ring portion 120 serves as a fixing means for the diaphragm 108 and also serves as an airtight holding means for the cylinder portion 70. Therefore, a concave portion 124 concentric with the through-hole 122 is formed in the front end surface portion of the support cylinder portion 102, and the O-ring portion 120 inserted and held in the recess 124 is formed between the support cylinder portion 102 and the cylinder portion 70. The O-ring part 120 is closely attached and sealed between the support cylinder part 102 and the cylinder part 70 by being interposed therebetween and fixed between the support cylinder part 102 and the cylinder part 70.

このように、ダイヤフラム108は、その周囲部を支持筒部102側に固定され、その中央部が加圧ピストン64側に固定されており、その中間部は、ダイヤフラムリテーナ109の周囲部から加圧ピストン64の前端側を覆うように屈曲させ、ダイヤフラムリテーナ109及び加圧ピストン64の周囲部と支持筒部102との間に移動可能に配置されている。   Thus, the diaphragm 108 has its peripheral part fixed to the support cylinder part 102 side, its central part fixed to the pressure piston 64 side, and its intermediate part pressurized from the peripheral part of the diaphragm retainer 109. It is bent so as to cover the front end side of the piston 64, and is arranged so as to be movable between the periphery of the diaphragm retainer 109 and the pressure piston 64 and the support cylinder portion 102.

ダイヤフラム108は図7に示すように、伸縮性材料で形成されてドーム状を成しており、膜部126を有するとともに、その中心部には加圧ピストン64及びダイヤフラムリテーナ109を固定するためのボス部128が形成され、膜部126の縁部には湾曲部130を介在させてOリング部120が形成されている。   As shown in FIG. 7, the diaphragm 108 is formed of a stretchable material and has a dome shape. The diaphragm 108 has a film portion 126, and a pressure piston 64 and a diaphragm retainer 109 are fixed to the center portion of the diaphragm 108. A boss portion 128 is formed, and an O-ring portion 120 is formed at an edge portion of the film portion 126 with a bending portion 130 interposed.

次に、この加圧装置2の加圧方法を説明する。この加圧方法には、加圧装置2の組立て時における初期設定と、稼働時の加圧動作とが含まれる。   Next, a pressurizing method of the pressurizing device 2 will be described. This pressurizing method includes an initial setting when the pressurizing apparatus 2 is assembled and a pressurizing operation during operation.

〔初期設定〕 〔Initial setting〕

図1及び図2に示す加圧装置2の各部品を製造した後、図8の(A)に示すように、本体部10と結合部12との間に受圧膜34を挟み込み、受圧膜34の周囲部にあるOリング部36を本体部10と結合部12との間に介在させてシールする。この状態では、プラグ56が装着されていない。100〔℃〕以上の蒸気滅菌(オートクレーブ)をする場合には、ここで蒸気滅菌を行えばよい。   After manufacturing each part of the pressurizing apparatus 2 shown in FIGS. 1 and 2, as shown in FIG. 8A, the pressure receiving film 34 is sandwiched between the main body part 10 and the coupling part 12, and the pressure receiving film 34. The O-ring part 36 in the periphery of the body is interposed between the main body part 10 and the coupling part 12 for sealing. In this state, the plug 56 is not attached. When steam sterilization (autoclave) at 100 [° C.] or higher is performed, steam sterilization may be performed here.

図8の(B)に示すように、筒状部48に水50を満たし、プラグ56を取り付けることにより、筒状部48を封止する。図1は、筒状部48に水50を満たし、プラグ56で封止された状態を示している。電子線滅菌又はγ線により滅菌を行う場合には、ここで滅菌を行えばよい。   As shown in FIG. 8B, the tubular portion 48 is sealed by filling the tubular portion 48 with water 50 and attaching a plug 56. FIG. 1 shows a state where the cylindrical portion 48 is filled with water 50 and sealed with a plug 56. When sterilization is performed by electron beam sterilization or gamma rays, sterilization may be performed here.

クリーンベンチ内で蓋部14を開け、圧力チャンバ部4の空間部16に培養液18と被培養物20を入れ、空間部16に空気が残留しないようにし、本体部10と蓋部14との間にもOリング42、44を挟み込み、本体部10に蓋部14を取り付け、圧力チャンバ部4の本体部10側をシールする。   The lid 14 is opened in the clean bench, the culture solution 18 and the culture object 20 are placed in the space 16 of the pressure chamber 4, so that no air remains in the space 16, and the main body 10 and the lid 14 are separated. The O-rings 42 and 44 are also sandwiched between them, the lid portion 14 is attached to the main body portion 10, and the main body portion 10 side of the pressure chamber portion 4 is sealed.

図9に示すように、連結部72に圧力チャンバ部4を取り付け、シリンダ部70と圧力チャンバ部4とを連結する。そこで、図10に示すように、フランジ部110をコイルスプリング112の圧縮方向に移動させ、加圧ピストン64をシリンダ部70側に移動させると、この加圧ピストン64が従動ピストン88に当たり、加圧ピストン64とともに従動ピストン88が筒状部48側に移動する。   As shown in FIG. 9, the pressure chamber portion 4 is attached to the connecting portion 72, and the cylinder portion 70 and the pressure chamber portion 4 are connected. Therefore, as shown in FIG. 10, when the flange portion 110 is moved in the compression direction of the coil spring 112 and the pressurizing piston 64 is moved to the cylinder portion 70 side, the pressurizing piston 64 hits the driven piston 88 and pressurizes. The driven piston 88 moves to the cylindrical portion 48 side together with the piston 64.

筒状部48側に移動した従動ピストン88がプラグ56に当たり、従動ピストン88の移動に従い、プラグ56が筒状部48の径大部52側に移動し、筒状部48の封止が解除される。プラグ56の封止によって筒状部48内に保持されていた水50は、プラグ56の封止が解かれることにより、筒状部48から連結部72を経てシリンダ部70側に流れ、シリンダ部70の内壁部90と従動ピストン88との間にあるスペース92内に移動する。このとき、圧力チャンバ部4内の圧力は上昇しているが、加圧ピストン64の位置を後退させると、大気圧と同じ圧力に復帰する。   The driven piston 88 moved to the cylindrical portion 48 side hits the plug 56, and as the driven piston 88 moves, the plug 56 moves to the large diameter portion 52 side of the cylindrical portion 48, and the sealing of the cylindrical portion 48 is released. The The water 50 held in the cylindrical part 48 by sealing the plug 56 flows from the cylindrical part 48 to the cylinder part 70 side through the connecting part 72 when the plug 56 is unsealed, and the cylinder part It moves into the space 92 between the inner wall 90 of the 70 and the driven piston 88. At this time, the pressure in the pressure chamber portion 4 is rising, but when the position of the pressurizing piston 64 is retracted, the pressure returns to the same pressure as the atmospheric pressure.

加圧ピストン64の有効断面積をS〔m2 〕、加圧ピストン64に加える力をF(N、ニュートン) とすると、圧力Pは、
P(Pa、パスカル)=F/S ・・・(1)
となる。この圧力は圧力センサ94で検出される。
When the effective sectional area of the pressurizing piston 64 is S [m 2 ] and the force applied to the pressurizing piston 64 is F (N, Newton), the pressure P is
P (Pa, Pascal) = F / S (1)
It becomes. This pressure is detected by a pressure sensor 94.

〔稼働時の加圧動作〕 [Pressurization during operation]

この加圧装置2において、アクチュエータ114からの加圧力を解除し、コイルスプリング112の復元力により加圧ピストン64を後退させると、図11に示す状態となる。図11は、加圧ピストン64を引き、圧力降下点(0〔MPa〕)の状態を示している。この場合、バルブ28を逆止弁とし、バルブ32を加圧ピストン64が後退した時点で閉に切り換えれば、圧力チャンバ部4の空間部16に培養液18が溜められることになる。   In the pressurizing device 2, when the pressurizing force from the actuator 114 is released and the pressurizing piston 64 is retracted by the restoring force of the coil spring 112, the state shown in FIG. 11 is obtained. FIG. 11 shows a state where the pressure piston 64 is pulled and the pressure drop point (0 [MPa]). In this case, if the valve 28 is a check valve and the valve 32 is switched to the closed state when the pressurizing piston 64 is retracted, the culture solution 18 is stored in the space 16 of the pressure chamber 4.

この状態から、図12に示すように、設定圧力例えば、0.5〔MPa〕となるように加圧ピストン64をシリンダ部70側に移動させると、シリンダ部70及び連結部72のスペース92の水50が受圧膜34側に移動し、受圧膜34が膨張する。この受圧膜34の変化により、圧力チャンバ部4内の空間部16にある培養液18が加圧され、同時に、被培養物20も加圧されることになる。   From this state, as shown in FIG. 12, when the pressurizing piston 64 is moved to the cylinder part 70 side so as to be a set pressure, for example, 0.5 [MPa], the space 92 of the cylinder part 70 and the connecting part 72 is reduced. The water 50 moves to the pressure receiving membrane 34 side, and the pressure receiving membrane 34 expands. Due to the change in the pressure receiving film 34, the culture solution 18 in the space 16 in the pressure chamber 4 is pressurized, and at the same time, the culture object 20 is also pressurized.

このような加圧状態(図12)と、その解除状態(図11)とを交互に繰り返すことにより、周期的、断続的又は連続的な加圧を行うことができる。   Periodic, intermittent, or continuous pressurization can be performed by alternately repeating such a pressurization state (FIG. 12) and its release state (FIG. 11).

そして、予め、必要な力を加圧ピストン64に加えて移動させ、圧力センサ94の出力を用いて加圧ピストン64に力を加えるアクチュエータ114側にフィードバックし、その力の制御を行えば、圧力チャンバ部4の圧力を正確な圧力に上昇させ、維持させることができる。   Then, if a necessary force is applied to the pressurizing piston 64 and moved in advance, it is fed back to the actuator 114 that applies the force to the pressurizing piston 64 using the output of the pressure sensor 94, and the force is controlled. The pressure of the chamber part 4 can be raised to an accurate pressure and maintained.

圧力の上昇と下降の変化を二次元的或いは三角関数的に変化させ、これを繰り返し行えば、圧力の変化が近似的にサインカーブで変化する繰返し圧力を作り出すことも可能である。   It is also possible to create a repetitive pressure in which the change in pressure changes approximately in a sine curve by changing the increase and decrease in pressure two-dimensionally or trigonometrically and repeating this.

培養時間が経過すると、圧力チャンバ部4を加圧機構部6から外し、クリーンベンチに移動し、クリーンベンチ内で被培養物20を取り出す。被培養物20は、再生医療として使う場合には患者に移植すればよいし、その他の場合には培養状態、組織形成等の試験研究に用いることができる。   When the culture time elapses, the pressure chamber unit 4 is removed from the pressurizing mechanism unit 6, moved to a clean bench, and the culture object 20 is taken out in the clean bench. The culture object 20 may be transplanted to a patient when used as regenerative medicine, and in other cases, it can be used for test studies such as culture state and tissue formation.

以上のように、生体細胞や生体組織の培養例を挙げたが、被培養物20には他の生物を用いてもよい。例えば、培養液18を海水や淡水にし、被培養物20を深海生物に置き換えれば、深海生物の飼育に適用できる。また、培養液18を水や使用環境の液体に置き換え、被培養物20に代えて耐圧性テストサンプルとしての部品を用いれば、その部品の耐圧試験に適用することもできる。   As described above, examples of culturing living cells and tissues have been given, but other organisms may be used for the culture object 20. For example, if the culture solution 18 is seawater or fresh water and the culture object 20 is replaced with deep sea organisms, it can be applied to breeding deep sea organisms. Further, if the culture solution 18 is replaced with water or a liquid in a use environment and a part as a pressure test sample is used in place of the culture object 20, it can be applied to a pressure test of the part.

〔シリンダ部70内の残留空気の影響と従動ピストン88の機能〕 [Influence of residual air in cylinder part 70 and function of driven piston 88]

この加圧装置2における残留空気の影響について、数式を使って説明する。加圧時の水の圧縮率は、温度が0〔℃〕から40〔℃〕の範囲で、圧力が100気圧以下の場合、4.95×10-5〔cm2 /kg〕から4.35×10-5〔cm2 /kg〕である。例えば、100〔cm3 〕の水が10〔kg/cm2 〕の圧力を受けたときの圧縮量は、約0.045〔cm3 〕、(=約45μリットル)であるから、無視できる程度である。 The influence of residual air in the pressurizing device 2 will be described using mathematical expressions. The compressibility of water during pressurization is 4.95 × 10 −5 [cm 2 / kg] to 4.35 when the temperature is in the range of 0 ° C. to 40 ° C. and the pressure is 100 atm or less. × 10 −5 [cm 2 / kg] For example, when 100 [cm 3 ] water is subjected to a pressure of 10 [kg / cm 2 ], the amount of compression is about 0.045 [cm 3 ] (= about 45 μl), so it can be ignored. It is.

これに対して、残留空気の場合には、
P×V=P1 ×V1 =一定 ・・・(2)
である。但し、Pは圧力、Vは体積、P1 は元の圧力、V1 は元の容積とする。例えば、絶対圧力が1〔kg/cm2 〕のとき、100〔cm3 〕の体積だった空気Vは、絶対圧力が10〔kg/cm2 〕では、10〔cm3 〕と10分の1の体積となり、大きく体積が減少する。
On the other hand, in the case of residual air,
P × V = P 1 × V 1 = constant (2)
It is. However, P is a pressure, V is a volume, P 1 is an original pressure, and V 1 is an original volume. For example, when the absolute pressure is 1 [kg / cm 2 ], the air V having a volume of 100 [cm 3 ] is 10 [cm 3 ] and 1/10 when the absolute pressure is 10 [kg / cm 2 ]. The volume is greatly reduced.

水と空気が混在しているシリンダ部70に加圧ピストン64で圧力をかける場合、空気を圧縮させる分だけ、加圧ピストン64を移動させなければ、所望の圧力は得られない。よって、圧力をかけようとするシリンダ部70中には、空気が極力少ないことが望ましい。   When pressure is applied to the cylinder portion 70 in which water and air are mixed by the pressurizing piston 64, a desired pressure cannot be obtained unless the pressurizing piston 64 is moved by an amount corresponding to the compression of air. Therefore, it is desirable that the amount of air is as small as possible in the cylinder portion 70 to which pressure is applied.

具体例を挙げると、計算条件は以下の通りである。   As a specific example, the calculation conditions are as follows.

圧力チャンバ部4の空間部16の内容積:100,000〔mm3 〕(=100〔cm3 〕)
加圧ピストン64の有効直径:13.5〔mm〕
ダイヤフラム108を含む加圧ピストン64の有効受圧面積(Ap):143〔mm2
加圧ピストン64の可動ストローク(Lmax):14〔mm〕
従動ピストン88の直径:14.8〔mm〕
加圧ピストン64のシリンダ部70の内径:15〔mm〕
シリンダ部70の長さ:70〔mm〕
筒状部48の径大部52の径:16.5〔mm〕
筒状部48の径大部52の長さ:16〔mm〕
この場合、シリンダ部70の長さは、加圧ピストン64がぶつからないよう、加圧ピストン64のストロークより長くする必要がある。
加圧圧力:1.47〔MPa〕=15〔kg/cm2
大気圧:Po=1〔kg/cm2 〕とする。
圧力チャンバ部4の残存空気の容積:600〔mm3 〕と仮定する。(直径20〔mm〕、高さ2〔mm〕相当の残留空気を仮定)
The internal volume of the space 16 of the pressure chamber 4 is 100,000 [mm 3 ] (= 100 [cm 3 ])
Effective diameter of the pressure piston 64: 13.5 [mm]
Effective pressure receiving area (Ap) of the pressurizing piston 64 including the diaphragm 108: 143 [mm 2 ]
Movable stroke (Lmax) of the pressure piston 64: 14 [mm]
Diameter of driven piston 88: 14.8 [mm]
Inner diameter of cylinder part 70 of pressurizing piston 64: 15 [mm]
Length of cylinder part 70: 70 [mm]
Diameter of the large diameter part 52 of the cylindrical part 48: 16.5 [mm]
Length of the large diameter portion 52 of the cylindrical portion 48: 16 [mm]
In this case, the length of the cylinder part 70 needs to be longer than the stroke of the pressurizing piston 64 so that the pressurizing piston 64 does not collide.
Pressurized pressure: 1.47 [MPa] = 15 [kg / cm 2 ]
Atmospheric pressure: Po = 1 [kg / cm 2 ].
It is assumed that the volume of residual air in the pressure chamber section 4 is 600 [mm 3 ]. (Assuming residual air equivalent to 20 mm in diameter and 2 mm in height)

A)シリンダ部70に従動ピストン88が設置されない場合であって、空間部46に水50を入れない場合:   A) When the driven piston 88 is not installed in the cylinder portion 70 and the water 50 is not put into the space portion 46:

この場合、加圧ピストン64が圧縮可能な容積Vpは、
Vp=Ap×Lmax ・・・(3)
から、2,002〔mm3 〕となる。シリンダ部70のスペースの空気容積Vnは12,370〔mm3 〕、空間部46の空気容積Vsは3,421〔mm3 〕となる。圧力チャンバ部4の残存空気の容積Vmは600〔mm3 〕と仮定すると、シリンダ部70内に閉じ込められる空気の総容積Voは、
Vo=Vn+Vs+Vm ・・・(4)
から、16,391〔mm3 〕となる。総容積Voを加圧ピストン64で圧縮すると、圧縮後の容積Vcは、
Vc=Vo−Vp ・・・(5)
から、14,389〔mm3 〕となる。(液体も収縮するが、空気に比べると非常に小さく無視できるため、空気の収縮のみ計算する。)このときの圧力Pcは、
Po×Vo=Pc×Vc ・・・(6)
Pc=Po×Vo/Vc ・・・(7)
から、1.14〔kg/cm2 〕、この圧力Pcは絶対圧であるので、相対圧にすると、0.14〔kg/cm2 〕となる。
In this case, the volume Vp that the pressure piston 64 can compress is
Vp = Ap × Lmax (3)
Therefore, it becomes 2,002 [mm 3 ]. The air volume Vn of the space of the cylinder part 70 is 12,370 [mm 3 ], and the air volume Vs of the space part 46 is 3,421 [mm 3 ]. Assuming that the volume Vm of the remaining air in the pressure chamber section 4 is 600 [mm 3 ], the total volume Vo of air confined in the cylinder section 70 is
Vo = Vn + Vs + Vm (4)
Therefore, it is 16,391 [mm 3 ]. When the total volume Vo is compressed by the pressure piston 64, the compressed volume Vc is
Vc = Vo-Vp (5)
To 14,389 [mm 3 ]. (Liquid also contracts, but since it is very small and negligible compared to air, only the contraction of air is calculated.) The pressure Pc at this time is
Po × Vo = Pc × Vc (6)
Pc = Po × Vo / Vc (7)
From 1.14 [kg / cm 2], since the pressure Pc is at an absolute pressure, when the relative pressure, the 0.14 [kg / cm 2].

このことから、国際単位で、0.014〔MPa〕となり、加圧部分に空気を保有している場合は、殆ど昇圧できないことを意味する。   From this, it becomes 0.014 [MPa] in an international unit, and when air is held in the pressurized portion, it means that the pressure cannot be increased.

B)シリンダ部70に従動ピストン88を設置した場合であって、空間部46に水50を入れた場合:   B) When the driven piston 88 is installed in the cylinder part 70 and the water 50 is put into the space part 46:

加圧ピストン64が圧縮可能な容積Vpを2,002〔mm3 〕とすると、従動ピストン88とシリンダ部70のスペース92に存在する空気の容積Vnは327〔mm3 〕となる。 When the volume Vp that can be compressed by the pressure piston 64 is 2,002 [mm 3 ], the volume Vn of air existing in the space 92 of the driven piston 88 and the cylinder portion 70 is 327 [mm 3 ].

空間部46の空気容積Vsは、空間部46に水50を入れると、理論的にはVs=0となるが、実際には僅かな空気が、受圧膜34と結合部12の隙間に気泡となって残存することが予想される。この残存空気の容積Vsを600〔mm3 〕と仮定する。 The air volume Vs of the space portion 46 is theoretically Vs = 0 when the water 50 is put into the space portion 46, but in reality, a slight amount of air is generated in the gap between the pressure receiving film 34 and the coupling portion 12. It is expected to remain. It is assumed that the volume Vs of this residual air is 600 [mm 3 ].

圧力チャンバ部4の残留空気の容積Vmは600〔mm3 〕となる。シリンダ部70内に閉じ込められる空気の総容積Voは、式(4)より1,527〔mm3 〕となる。この場合の空気容積Voは、加圧ピストン64が圧縮可能な容積Vpより小さくなり、十分な加圧ないし昇圧をすることができる。 The volume Vm of the residual air in the pressure chamber section 4 is 600 [mm 3 ]. The total volume Vo of the air confined in the cylinder part 70 is 1,527 [mm 3 ] from the equation (4). In this case, the air volume Vo is smaller than the volume Vp that can be compressed by the pressurizing piston 64 and can be sufficiently pressurized or boosted.

C)残留空気として2,500〔mm3 〕程度が存在する場合 C) When there is about 2,500 [mm 3 ] as residual air

この場合、既述のB)の条件に973〔mm3 〕の空気が追加されることになり、973〔mm3 〕の容積の水が減少することを意味する。 In this case, 973 [mm 3 ] of air is added to the above-mentioned condition B), which means that the volume of water of 973 [mm 3 ] is reduced.

圧力を15〔kg/cm2 〕(絶対圧で16〔kg/cm2 〕)として考えると、空気の大気圧中の容積Voは2,500〔mm3 〕、式(6)より収縮後の容積Vcは、
Vc=Po×Vo/Pc ・・・(8)
から、156〔mm3 〕となる。収縮量Vadは、
Vad=Vo−Vc ・・・(9)
から、2,344〔mm3 〕となる。これは、空気の収縮のみでも加圧ピストン64の圧縮可能な容積2,002〔mm3 〕より大であるから、1.5〔MPa〕の加圧はできないことになる。
Assuming that the pressure is 15 [kg / cm 2 ] (absolute pressure is 16 [kg / cm 2 ]), the volume Vo of the air in the atmospheric pressure is 2,500 [mm 3 ]. Volume Vc is
Vc = Po × Vo / Pc (8)
To 156 [mm 3 ]. Shrinkage Vad is
Vad = Vo−Vc (9)
Therefore, it is 2,344 [mm 3 ]. This is because the compression of the pressurizing piston 64 is larger than the compressible volume of 2,002 [mm 3 ] even by air contraction alone, so pressurization of 1.5 [MPa] cannot be performed.

しかしながら、3〔kg/cm2 〕(絶対圧4〔kg/cm2 〕)程度の加圧は可能である。空気の大気圧中の容積Voは、上記と同様に2,500〔mm3 〕とする。収縮後の容積Vcは、式(8)より625〔mm3 〕、収縮量Vadは、式(9)より1,875〔mm3 〕、圧力チャンバ部4内の水50の容積Vwは101,848〔mm3 〕、水50の収縮量Vwdは19〔mm3 〕、総収縮量Vtdは1,894〔mm3 〕となり、加圧ピストン64の圧縮可能な容積2,002〔mm3 〕より小であるから、3〔kg/cm2 〕の加圧は可能となる。このように、高い圧力では不可能でも低い圧力なら加圧ができることもある。この圧力で水50を加圧すると、圧力チャンバ部4中の空気は、圧力チャンバ部4内の水50に徐々に溶け込み、空気の影響が低下する。空気は、高圧中では、水に溶け込み易い性質がある(ヘンリーの法則)。 However, pressurization of about 3 [kg / cm 2 ] (absolute pressure 4 [kg / cm 2 ]) is possible. The volume Vo of the air in the atmospheric pressure is set to 2,500 [mm 3 ] as described above. The volume Vc after contraction is 625 [mm 3 ] from the equation (8), the contraction amount Vad is 1,875 [mm 3 ] from the equation (9), and the volume Vw of the water 50 in the pressure chamber section 4 is 101, 848 [mm 3 ], the contraction amount Vwd of the water 50 is 19 [mm 3 ], and the total contraction amount Vtd is 1,894 [mm 3 ]. From the compressible volume 2,002 [mm 3 ] of the pressure piston 64 Since it is small, pressurization of 3 [kg / cm 2 ] is possible. Thus, even if it is impossible at high pressure, pressurization may be possible at low pressure. When the water 50 is pressurized with this pressure, the air in the pressure chamber section 4 gradually dissolves in the water 50 in the pressure chamber section 4 and the influence of the air is reduced. Air tends to dissolve in water at high pressure (Henry's law).

この圧力で15分から2時間程度加圧するとともに、シリンダ部70内の空気が水に溶け込んで容積が減った分、水50又は培養液18を少しずつ供給し、或いは入れ替えれば、圧力チャンバ部4の内壁や、被培養物20に付着している空気は、気体として存在がなくなるので、高圧力の加圧が可能になる。   When the pressure is increased from 15 minutes to 2 hours at this pressure and the air in the cylinder part 70 is dissolved in water and the volume is reduced, the water 50 or the culture solution 18 is supplied little by little, or if the pressure chamber part 4 is replaced. Since the air adhering to the inner wall and the culture object 20 does not exist as a gas, high pressure can be applied.

このように、高圧力を加えるのではなく、一旦、低い圧力で一定時間加圧した後、高い圧力を加えれば、加圧しようとする水に空気が混入しても、その水50への溶込みにより、空気の影響を回避でき、十分な強さの圧力を得ることができる。   In this way, rather than applying a high pressure, after pressurizing at a low pressure for a certain period of time and then applying a high pressure, even if air enters the water to be pressurized, Therefore, the influence of air can be avoided and a sufficiently strong pressure can be obtained.

上記実施の形態から特徴事項等を抽出して列挙すれば次の通りである。。   It is as follows if characteristic matters etc. are extracted and enumerated from the said embodiment. .

(1) 圧力チャンバ部4の受圧側の空間部16が加圧側とは受圧膜34で仕切られているので、受圧側の汚染を防止できる。加圧機構部6側で有害物質、汚染物質が発生しても、圧力チャンバ部4や試験片への影響はない。   (1) Since the space 16 on the pressure receiving side of the pressure chamber 4 is partitioned from the pressure side by the pressure receiving film 34, contamination on the pressure receiving side can be prevented. Even if harmful substances and contaminants are generated on the pressurizing mechanism 6 side, there is no effect on the pressure chamber 4 or the test piece.

(2) 圧力チャンバ部4に連結されるシリンダ部70とピストン機構部74とがダイアフラム108で仕切られているので、シリンダ部70の内部空間の汚染も防止できる。   (2) Since the cylinder portion 70 and the piston mechanism portion 74 connected to the pressure chamber portion 4 are partitioned by the diaphragm 108, contamination of the internal space of the cylinder portion 70 can be prevented.

(3) 加圧ピストン64の可動範囲である空間に、圧力上昇にとって弊害となる気体を排除するために、水50等の液体が封入され、圧力チャンバ部4の筒状部48はプラグ56によって封止されている。   (3) A liquid such as water 50 is sealed in the space that is the movable range of the pressurizing piston 64 so as to exclude gas that is harmful to the pressure rise, and the cylindrical portion 48 of the pressure chamber portion 4 is It is sealed.

(4) 加圧機構部6側の空間容積が可能な限り小さく設定されている。空間が生じる場合は、その空間に、液体又は固体(従動ピストン88)を入れて、空気(気体)を極力排除している。   (4) The space volume on the pressure mechanism 6 side is set as small as possible. When a space is generated, liquid (solid) (driven piston 88) is placed in the space to eliminate air (gas) as much as possible.

(5) 圧力チャンバ部4と加圧機構部6とを結合させた後、プラグ56のシールを解除し、圧力チャンバ部4の空間と加圧機構部6の空間の二つの空間を一つの空間に統合させている。   (5) After the pressure chamber unit 4 and the pressurizing mechanism unit 6 are coupled, the seal of the plug 56 is released, and the two spaces of the pressure chamber unit 4 and the pressurizing mechanism unit 6 are combined into one space. Is integrated.

(6) 低めの加圧を行い、不要な空気(気体)を液中に溶け込ませ、その後、目的の圧力まで圧力を上昇させるというように二段階で圧力を上げている。   (6) The pressure is increased in two steps, such as by applying a low pressure to dissolve unnecessary air (gas) in the liquid and then increasing the pressure to the target pressure.

(7) 加圧装置2は、圧力チャンバ部4に入側ポート22、出側ポート24を備え、ポンプ機能を持っているので、圧力チャンバ部4内の液体を交換できる。   (7) Since the pressurizing device 2 includes the inlet port 22 and the outlet port 24 in the pressure chamber section 4 and has a pump function, the liquid in the pressure chamber section 4 can be exchanged.

(8) 加圧ピストン64の動作スペースには圧力伝達媒体として水50が満たされ、空気を排除するので、圧力伝達性が向上している。加圧ピストン64が動作する空間に水を溜めて加圧に障害となる空気を排除でき、加圧機構部6に接続するまで空間部46にはプラグ56によって水50を保持しておくことができる。また、水50には高圧下で空気を吸収させることができ、その結果、空気の残留を最小限にできるので、加圧ピストン64は小さな移動距離で高い圧力上昇が得られる。   (8) Since the operating space of the pressure piston 64 is filled with water 50 as a pressure transmission medium and excludes air, the pressure transmission performance is improved. Water that accumulates in the space in which the pressurizing piston 64 operates can be removed, and air that hinders pressurization can be eliminated. The water 46 is held in the space 46 by the plug 56 until the pressurizing mechanism 6 is connected. it can. Further, the water 50 can absorb air under high pressure, and as a result, the residual air can be minimized, so that the pressure piston 64 can obtain a high pressure increase with a small movement distance.

(9) 加圧機構部6に接続した後、プラグ56で仕切られていた二つの空間が一つの空間に統合するので、加圧ピストン64の作動によって、圧力チャンバ部4に圧力を伝達できるとともに、圧力センサ94で正確な圧力検出が可能である。   (9) Since the two spaces partitioned by the plug 56 are integrated into one space after being connected to the pressurizing mechanism 6, pressure can be transmitted to the pressure chamber 4 by the operation of the pressurizing piston 64. The pressure sensor 94 can accurately detect the pressure.

(10) 加圧機構部6や、圧力チャンバ部4に空気混入があっても、段階的に加圧値を上昇させることができ、高い圧力の加圧が可能である。   (10) Even if air is mixed in the pressurizing mechanism 6 or the pressure chamber 4, the pressurization value can be increased stepwise, and high pressure can be applied.

(11) 自動で圧力チャンバ部4内の液体を交換又は補充することができる。   (11) The liquid in the pressure chamber section 4 can be replaced or replenished automatically.

(12) 複雑な加圧機構部6は不要であり、加圧装置2のコスト低減が図れる。   (12) The complicated pressurizing mechanism 6 is unnecessary, and the cost of the pressurizing device 2 can be reduced.

〔第2の実施の形態〕 [Second Embodiment]

次に、本発明の第2の実施の形態について、図13を参照して説明する。図13は、第2の実施の形態に係る加圧装置を示す図である。図13において、図1と同一部分には同一符号を付してある。   Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 13 is a diagram illustrating a pressurizing apparatus according to the second embodiment. In FIG. 13, the same parts as those in FIG.

第1の実施の形態では、圧力伝達媒体である液体の一例として水50を用いたが、ゲルを用いてもよく、第2の実施の形態は、圧力伝達媒体にゲルを用いた場合である。ゲルは液体と固体との中間の形態を持つ物質であって、柔軟性と弾力性を兼ね備えた性質を有する。ゲルの殆どは多量の水分を含む含水ゲル(ハイドロゲル)であって、空気を吸収する性質を有する。第1の実施の形態で述べたように、水50が高圧下で空気を吸収する現象は、ゲルにおいても同様に生じ得る。ゲルはある形状を保っているが、その力は弱く、簡単に分子鎖を破ることができ、流動し得る。 In the first embodiment, water 50 is used as an example of a liquid that is a pressure transmission medium. However, a gel may be used, and the second embodiment is a case where a gel is used as the pressure transmission medium. . A gel is a substance having a form intermediate between a liquid and a solid, and has a property having both flexibility and elasticity. Most of the gels are water-containing gels (hydrogels) containing a large amount of water and have a property of absorbing air . As described in the first embodiment, the phenomenon that the water 50 absorbs air under high pressure can occur in the gel as well. The gel maintains a certain shape, but its force is weak, it can easily break the molecular chain and can flow.

そこで、図13に示すように、水50(図1)に代え、ゼラチン等をゾル状態で空間部46に注入し、冷却する等の方法でゲル化すればよい。このようにして圧力チャンバ部4の結合部12側の空間部46に注入されたゲル150では、水50(図1)の場合に必要としていたプラグ56は不要となる。ゲル150はある形状を保っているので、プラグ56の機能を果たす。また、ゲル150の形状の保持力は弱く、加圧ピストン64の摺動による加圧によって簡単に破ることができ、流動する。即ち、ゲル150は、プラグ56と水50(図1)との機能を果たし、ゲル150の分子鎖が破壊されることによって液体と同様に圧力伝達媒体としての機能を果たす。   Therefore, as shown in FIG. 13, instead of water 50 (FIG. 1), gelatin or the like may be gelled by a method such as injecting gelatin into the space 46 in a sol state and cooling. Thus, in the gel 150 injected into the space portion 46 on the coupling portion 12 side of the pressure chamber portion 4, the plug 56 necessary for the case of the water 50 (FIG. 1) is unnecessary. Since the gel 150 maintains a certain shape, it functions as the plug 56. Further, the holding power of the shape of the gel 150 is weak and can be easily broken by the pressurization by the sliding of the pressurizing piston 64 and flows. That is, the gel 150 functions as a plug 56 and water 50 (FIG. 1), and functions as a pressure transmission medium in the same manner as a liquid when the molecular chain of the gel 150 is broken.

また、ゲル150には混入した空気が溶け込み、空間部46の空気を実質的に排除する機能を果たすので、水50(図1)と同様の圧力伝達機能を果たす。その他の動作は、第1の実施の形態と同一であるので、その説明を省略する。   Further, since the mixed air dissolves in the gel 150 and functions to substantially eliminate the air in the space 46, the same pressure transmission function as that of the water 50 (FIG. 1) is achieved. Since other operations are the same as those in the first embodiment, the description thereof is omitted.

〔第3の実施の形態〕 [Third Embodiment]

次に、本発明の第3の実施の形態について、図14ないし図21を参照して説明する。図14は、第3の実施の形態に係るプランジャポンプを示す図、図15及び図16は、圧力チャンバ部を示す図、図17は、圧力チャンバ部の加圧側空間部及びその閉止を示す図、図18は、圧力チャンバ部の加圧側空間部の閉止解除を示す図、図19は、圧力チャンバ部の受圧側空間部の減圧状態を示す図、図20は、圧力チャンバ部の受圧側空間部の加圧状態を示す図、図21は、結合部側の変形例を示す図である。   Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 14 is a view showing a plunger pump according to a third embodiment, FIGS. 15 and 16 are views showing a pressure chamber portion, and FIG. 17 is a view showing a pressure side space portion of the pressure chamber portion and its closing. FIG. 18 is a diagram illustrating the release of the pressure side space portion of the pressure chamber portion, FIG. 19 is a diagram illustrating a pressure reduction state of the pressure side space portion of the pressure chamber portion, and FIG. 20 is a pressure side space of the pressure chamber portion. The figure which shows the pressurization state of a part, FIG. 21 is a figure which shows the modification by the side of a coupling | bond part.

このプランジャポンプ200は、ポンプ装置の一例であって、第1の実施の形態の加圧装置2と同様の機構を備えており、ピストン機構を活用し、ピストン機構の往復動に応じて被移送流体の送液を可能にしたものである。   The plunger pump 200 is an example of a pump device, and includes a mechanism similar to the pressurizing device 2 of the first embodiment. The plunger pump 200 utilizes the piston mechanism and is transferred in accordance with the reciprocating motion of the piston mechanism. The fluid can be sent.

このプランジャポンプ200について、第1の実施の形態の加圧装置2とを比較すると、プランジャポンプ200では、圧力チャンバ部208の圧力の昇降に応じて、入口部202から被移送流体である液体204を流入させ、出口部206から液体204を排出させる。圧力の昇降は、正確に管理する必要はないので、圧力センサ94(図1)は不要であり、また、従動ピストン88(図1)も不要である。   When this plunger pump 200 is compared with the pressurizing device 2 of the first embodiment, the plunger pump 200 has a liquid 204 that is a fluid to be transferred from the inlet portion 202 in accordance with the rise and fall of the pressure in the pressure chamber portion 208. And the liquid 204 is discharged from the outlet 206. Since it is not necessary to accurately control the pressure increase / decrease, the pressure sensor 94 (FIG. 1) is unnecessary, and the driven piston 88 (FIG. 1) is also unnecessary.

このプランジャポンプ200では、高圧となっている空間に液体204を引き込む場合には、その高圧に打ち勝って、加圧ピストン256の移動容積と同等の量をより正確に引き込む必要があるので、加圧部の残留空気(気体)を極力少なくしなければならない。これは、加圧装置2と同様である。そこで、このプランジャポンプ200は、圧力チャンバ部208と加圧機構部210とを備えており、これらは着脱可能である。   In the plunger pump 200, when the liquid 204 is drawn into the space where the pressure is high, it is necessary to overcome the high pressure and draw the amount equivalent to the moving volume of the pressure piston 256 more accurately. The residual air (gas) in the part must be reduced as much as possible. This is the same as the pressurizing device 2. Therefore, the plunger pump 200 includes a pressure chamber unit 208 and a pressurizing mechanism unit 210, which are detachable.

〔圧力チャンバ部208の構成〕 [Configuration of Pressure Chamber 208]

圧力チャンバ部208は、本体部212と結合部214とを備えている。本体部212には受圧側空間部として空間部216が形成され、この空間部216には入口部202から吸引された液体204が溜められ、その液体204が出口部206から流出される。また、入口部202にはバルブとしての逆止弁218、出口部206にはバルブとしての逆止弁220が設置されている。逆止弁218には通路222を開閉するボール224が設置され、このボール224にはスプリング226の復元力が加えられている。同様に、逆止弁220には通路228を開閉するボール230が設置され、このボール230にはスプリング232の復元力が加えられている。即ち、逆止弁218は減圧時の吸引力によって開かれ、逆止弁220は昇圧時の加圧力によって開かれる。   The pressure chamber unit 208 includes a main body unit 212 and a coupling unit 214. A space portion 216 is formed as a pressure receiving side space portion in the main body portion 212, and the liquid 204 sucked from the inlet portion 202 is stored in the space portion 216, and the liquid 204 flows out from the outlet portion 206. Further, a check valve 218 as a valve is installed at the inlet 202 and a check valve 220 as a valve is installed at the outlet 206. The check valve 218 is provided with a ball 224 that opens and closes the passage 222, and a restoring force of a spring 226 is applied to the ball 224. Similarly, the check valve 220 is provided with a ball 230 for opening and closing the passage 228, and a restoring force of a spring 232 is applied to the ball 230. That is, the check valve 218 is opened by the suction force at the time of pressure reduction, and the check valve 220 is opened by the pressurizing force at the time of pressure increase.

本体部212と結合部214との間には伸縮性のあるプラスチックフィルムやその他の薄膜等で形成された受圧膜234が設置され、この受圧膜234の周囲部にはOリング部236が一体に形成されている。このOリング部236によって本体部212と結合部214との間にシールが施されている。   A pressure receiving film 234 formed of a stretchable plastic film or other thin film is installed between the main body part 212 and the coupling part 214, and an O-ring part 236 is integrally formed around the pressure receiving film 234. Is formed. The O-ring portion 236 provides a seal between the main body portion 212 and the coupling portion 214.

結合部214側には図14及び図15に示すように、加圧側空間部として空間部238が形成されているとともに、筒状部240が形成されている。空間部238は、結合部214と受圧膜234との間及び筒状部240の内部に至る空間であり、圧力伝達媒体として液体例えば、水258で満たされる。この筒状部240には中間に段差242を設けて径大部244と径小部246とを備えている。また、この筒状部240を開閉するための栓として円柱体のプラグ248が設置されている。プラグ248は、図3の(B)に示したものと同様である。このプラグ248の直径は径小部246及び径大部244の内径より小さく設定され、プラグ248の中間部に形成された溝部250に取り付けられたOリング252の外面径が径小部246の内径より大きく設定されている。そこで、径小部246側にプラグ248がOリング252を以て嵌入されることにより、プラグ248によって筒状部240が閉止される。また、プラグ248が外れると、図16に示すように、スペース254が形成されて水258が流動する。空間部238は、加圧機構部210側の加圧ピストン256の最大突出幅より大きく設定されている。   As shown in FIGS. 14 and 15, a space portion 238 is formed as a pressure side space portion and a cylindrical portion 240 is formed on the coupling portion 214 side. The space portion 238 is a space extending between the coupling portion 214 and the pressure receiving film 234 and into the cylindrical portion 240, and is filled with a liquid such as water 258 as a pressure transmission medium. The tubular portion 240 is provided with a step 242 in the middle and a large-diameter portion 244 and a small-diameter portion 246. A cylindrical plug 248 is installed as a plug for opening and closing the cylindrical portion 240. The plug 248 is the same as that shown in FIG. The diameter of the plug 248 is set smaller than the inner diameters of the small diameter portion 246 and the large diameter portion 244, and the outer surface diameter of the O-ring 252 attached to the groove portion 250 formed in the middle portion of the plug 248 is the inner diameter of the small diameter portion 246. It is set larger. Therefore, when the plug 248 is fitted with the O-ring 252 on the small diameter portion 246 side, the tubular portion 240 is closed by the plug 248. When the plug 248 is detached, a space 254 is formed and the water 258 flows as shown in FIG. The space portion 238 is set to be larger than the maximum protrusion width of the pressure piston 256 on the pressure mechanism portion 210 side.

また、筒状部240の先端部には、その外側に加圧機構部210側との密着接合を図るため、Oリング260が取り付けられ、また、その内側にテーパ面262が形成されている。   In addition, an O-ring 260 is attached to the distal end portion of the tubular portion 240 in order to achieve tight bonding with the pressurizing mechanism portion 210 side on the outer side, and a tapered surface 262 is formed on the inner side.

〔加圧機構部210の構成〕 [Configuration of Pressure Mechanism 210]

加圧機構部210は、図14に示すように、シリンダ部264とピストン機構部266とを備えている。シリンダ部264は、筒状部240に嵌合させて取り付けられ、ピストン機構部266の加圧ピストン256が挿入されている。シリンダ部264と筒状部240との間には、既述のOリング260が設置され、このOリング260によって封止されている。また、シリンダ部264には、Oリング268が設置されるとともに、ガイド環270、272が取り付けられ、シリンダ部264の内壁側と加圧ピストン256の外面との間の摺動性及び気密性が保持されている。   As shown in FIG. 14, the pressurizing mechanism unit 210 includes a cylinder unit 264 and a piston mechanism unit 266. The cylinder portion 264 is attached by being fitted to the cylindrical portion 240, and the pressurizing piston 256 of the piston mechanism portion 266 is inserted therein. The aforementioned O-ring 260 is installed between the cylinder portion 264 and the cylindrical portion 240 and is sealed by this O-ring 260. The cylinder portion 264 is provided with an O-ring 268 and guide rings 270 and 272. The slidability and airtightness between the inner wall side of the cylinder portion 264 and the outer surface of the pressure piston 256 are provided. Is retained.

シリンダ部264には、加圧ピストン256の外側を包囲する機構部カバー274が取り付けられ、この機構部カバー274の後部側に突出させたガイド筒276には、加圧ピストン256の軸部278が摺動可能に支持されている。加圧ピストン256の軸部278にはフランジ部280が取り付けられ、このフランジ部280が加圧ピストン256の後方移動を阻止するストッパを構成している。このフランジ部280とシリンダ部264の外壁部との間にはコイルスプリング282が設置され、このコイルスプリング282の復元力が加えられている。従って、加圧ピストン256はその復元力により、フランジ部280が機構部カバー274に当接する位置で停止状態に置かれている。加圧ピストン256を受圧膜234側に移動させるには、コイルスプリング282の復元力を超える加圧力が必要である。そこで、加圧ピストン256の軸部278の後方には、加圧ピストン256を前後動させるための力を加えるアクチュエータ284が設置されている。   A mechanism part cover 274 that surrounds the outside of the pressure piston 256 is attached to the cylinder part 264, and a shaft part 278 of the pressure piston 256 is attached to the guide cylinder 276 that protrudes to the rear side of the mechanism part cover 274. It is slidably supported. A flange portion 280 is attached to the shaft portion 278 of the pressure piston 256, and the flange portion 280 constitutes a stopper that prevents the pressure piston 256 from moving backward. A coil spring 282 is installed between the flange portion 280 and the outer wall portion of the cylinder portion 264, and a restoring force of the coil spring 282 is applied. Therefore, the pressure piston 256 is placed in a stopped state at a position where the flange portion 280 comes into contact with the mechanism portion cover 274 by the restoring force. In order to move the pressurizing piston 256 toward the pressure receiving membrane 234 side, a pressing force exceeding the restoring force of the coil spring 282 is required. Therefore, an actuator 284 that applies a force for moving the pressure piston 256 back and forth is installed behind the shaft portion 278 of the pressure piston 256.

次に、このプランジャポンプ200の加圧方法について説明する。   Next, a method for pressurizing the plunger pump 200 will be described.

加圧機構部210の各部品を組み立てた後、図17の(A)に示すように、受圧膜234を本体部212と結合部214とで挟み、受圧膜234のOリング部236を以て本体部212と結合部214との間をシールする。100〔℃〕以上の蒸気滅菌(オートクレーブ)をする場合は、プラグ248にて栓をする前に圧力チャンバ部208のみ蒸気滅菌を行えばよい。   After assembling the components of the pressurizing mechanism 210, as shown in FIG. 17A, the pressure receiving film 234 is sandwiched between the main body 212 and the coupling portion 214, and the main body is held by the O-ring 236 of the pressure receiving film 234. The space between 212 and the coupling portion 214 is sealed. In the case of steam sterilization (autoclave) at 100 [° C.] or higher, only the pressure chamber 208 may be steam sterilized before plugging with the plug 248.

図17の(B)に示すように、結合部214の筒状部240の空間部238に水258を満たした後、筒状部240をプラグ248で封止する。電子線滅菌又はγ線によって滅菌を行う場合にはここで圧力チャンバ部208のみ滅菌を行う。   As shown in FIG. 17B, after filling the space 238 of the cylindrical portion 240 of the coupling portion 214 with water 258, the cylindrical portion 240 is sealed with a plug 248. When sterilization is performed by electron beam sterilization or gamma rays, only the pressure chamber unit 208 is sterilized here.

圧力チャンバ部208を加圧機構部210に取り付け、図14に示すように、両者を連結する。   The pressure chamber part 208 is attached to the pressurizing mechanism part 210, and both are connected as shown in FIG.

この状態で、図18に示すように、加圧ピストン256を受圧膜234側に移動させることにより、筒状部240の封止が解除される。加圧ピストン256に押され、径大部244側にプラグ248が移動すると、筒状部240のシールは解除され、筒状部240の空間部238内にプラグ248が移動する。このとき、筒状部240内の水258の一部が加圧ピストン256をシールしているOリング268側に達する。   In this state, as shown in FIG. 18, the sealing of the tubular portion 240 is released by moving the pressure piston 256 toward the pressure receiving film 234. When the plug 248 is pushed by the pressure piston 256 and moves toward the large diameter portion 244, the seal of the tubular portion 240 is released, and the plug 248 moves into the space portion 238 of the tubular portion 240. At this time, a part of the water 258 in the tubular portion 240 reaches the O-ring 268 side that seals the pressure piston 256.

加圧ピストン256に加えられている力を解除すると、図19に示すように、コイルスプリング282の復元力がシリンダ部264とフランジ部280との間に作用し、その復元力によって加圧ピストン256はフランジ部280が機構部カバー274に衝突する位置に戻る。この状態が圧力チャンバ部208の内部圧力が最も低下し、加圧状態にあった圧力チャンバ部208の空間部216は減圧状態に移行し、逆止弁218が開状態となる。このとき、圧力チャンバ部208の空間部216内に入口部202から液体204が流入する。   When the force applied to the pressurizing piston 256 is released, the restoring force of the coil spring 282 acts between the cylinder portion 264 and the flange portion 280 as shown in FIG. Returns to the position where the flange portion 280 collides with the mechanism portion cover 274. In this state, the internal pressure of the pressure chamber portion 208 is reduced most, the space portion 216 of the pressure chamber portion 208 in the pressurized state is shifted to a reduced pressure state, and the check valve 218 is opened. At this time, the liquid 204 flows from the inlet portion 202 into the space portion 216 of the pressure chamber portion 208.

そこで、図20に示すように、加圧ピストン256を押し込むと、圧力チャンバ部208の内圧が高まり、逆止弁220が開状態となり、圧力チャンバ部208内の液体204は出口部206から流出する。このように加圧ピストン256を往復動させることにより、液体204を循環させることができる。   Therefore, as shown in FIG. 20, when the pressurizing piston 256 is pushed in, the internal pressure of the pressure chamber portion 208 increases, the check valve 220 is opened, and the liquid 204 in the pressure chamber portion 208 flows out from the outlet portion 206. . Thus, the liquid 204 can be circulated by reciprocating the pressurizing piston 256.

加圧ピストン256とOリング268等のシール材の一部やシール材に塗布したオイルが加圧ピストン256の摺動により、水258に混ざりこんでも、受圧膜234で仕切られているので、培養液等の液体204には全く影響を及ぼさず、液体204が汚染されることはない。   Even if a part of the sealing material such as the pressure piston 256 and the O-ring 268 or the oil applied to the sealing material is mixed into the water 258 by the sliding of the pressure piston 256, it is partitioned by the pressure receiving film 234. The liquid 204 such as a liquid is not affected at all, and the liquid 204 is not contaminated.

加圧ピストン256が加圧するスペースや圧力チャンバ部208は液体で満たされ、空気等の気体が含まれなければ、収縮は無視できるほど小さいので、加圧ピストン256の断面積をSp、ストロークLpとすれば、供給(循環)液量Qは、
Q=Sp×Lp ・・・(10)
と見做すことができ、動作ストロークによって供給(循環)液量が算定でき、流量センサ等が不要となる。
The space pressurized by the pressurizing piston 256 and the pressure chamber portion 208 are filled with a liquid and the contraction is negligibly small unless a gas such as air is contained. Therefore, the cross-sectional area of the pressurizing piston 256 is set to Sp and the stroke Lp. Then, the supply (circulation) liquid quantity Q is
Q = Sp × Lp (10)
The amount of supplied (circulated) liquid can be calculated from the operation stroke, and a flow sensor or the like is not necessary.

なお、この実施の形態において、筒状部240の径大部244の形成に代え、図21の(A)、(B)及び(C)に示すように、一対の溝部286を形成してもよい。このような構成にすれば、プラグ248が筒状部240中でも保持され、且つ、空間内の水258は、加圧ピストン256側と連通させることができる。図21の(A)は、結合部214を示す平面図、図21の(B)は、図21の(A)のXXIB−XXIB線断面図であって、封止解除前のプラグ位置を示し、図21の(C)は、図21の(A)のXXIC−XXIC線断面図であって、封止解除後の状態を示す図である。   In this embodiment, instead of forming the large diameter portion 244 of the cylindrical portion 240, as shown in FIGS. 21A, 21B, and 21C, a pair of groove portions 286 may be formed. Good. With such a configuration, the plug 248 is held in the cylindrical portion 240, and the water 258 in the space can be communicated with the pressure piston 256 side. 21A is a plan view showing the coupling portion 214, and FIG. 21B is a cross-sectional view taken along the line XXIB-XXIB in FIG. 21A, showing the plug position before release of sealing. FIG. 21C is a cross-sectional view taken along the line XXIC-XXIC of FIG. 21A and shows a state after release of sealing.

なお、この実施の形態においても、圧力伝達媒体としての水258はゲル150で構成してもよい。   Also in this embodiment, the water 258 as the pressure transmission medium may be composed of the gel 150.

〔第4の実施の形態〕 [Fourth Embodiment]

次に、本発明の第4の実施の形態について、図22を参照して説明する。図22は、第4の実施の形態に係る加圧装置を示す図である。図22において、図1又は図14と同一部分には同一符号を付してある。   Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 22 is a diagram illustrating a pressurizing device according to the fourth embodiment. In FIG. 22, the same parts as those in FIG. 1 or FIG.

第1の実施の形態では、加圧機構部6にシリンダ部70、連結部72及びピストン機構部74を備え、ピストン機構部74にはダイヤフラム108で封止された加圧ピストン64が用いられているが、加圧装置2に第3の実施の形態のプランジャポンプ200(図14)の加圧機構部210を用いたものである。   In the first embodiment, the pressurizing mechanism unit 6 includes a cylinder unit 70, a connecting unit 72, and a piston mechanism unit 74, and the pressurizing piston 64 sealed with the diaphragm 108 is used for the piston mechanism unit 74. However, the pressurizing mechanism 210 of the plunger pump 200 (FIG. 14) of the third embodiment is used for the pressurizing device 2.

斯かる構成では、プランジャポンプ200と同様にシリンダ部264が設置され、シリンダ部264と加圧ピストン256との間がOリング268を用いて封止されている。その封止構造は、第1の実施の形態の加圧装置2(図1)に比較して簡略化され、ダイヤフラム108を用いた場合に比較し、Oリング268では耐圧性が向上している。しかも、従動ピストン88が省略されており、加圧ピストン256によってプラグ56の開栓が可能になっている。その他の動作は第1の実施の形態と同一であるので、その説明を省略する。   In such a configuration, the cylinder portion 264 is installed similarly to the plunger pump 200, and the space between the cylinder portion 264 and the pressurizing piston 256 is sealed using the O-ring 268. The sealing structure is simplified as compared with the pressure device 2 (FIG. 1) of the first embodiment, and the pressure resistance of the O-ring 268 is improved as compared with the case where the diaphragm 108 is used. . In addition, the driven piston 88 is omitted, and the plug 56 can be opened by the pressure piston 256. Since other operations are the same as those in the first embodiment, description thereof is omitted.

なお、この実施の形態においても、圧力伝達媒体としての水50はゲル150で構成してもよい。   In this embodiment as well, the water 50 as the pressure transmission medium may be composed of the gel 150.

〔第5の実施の形態〕 [Fifth Embodiment]

次に、本発明の第5の実施の形態について、図23ないし図27を参照して説明する。図23は、第5の実施の形態に係る培養装置を示す図、図24は、培養装置の加圧装置、プランジャポンプ及び閉止バルブを示す斜視図、図25は、培養ユニットの組立てから培養完了までの工程を示すフローチャート、図26及び図27は、培養処理を示すフローチャートである。図21及び図22において、図1及び図2又は図14と同一部分には同一符号を付してある。   Next, a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 23 is a diagram showing a culture device according to a fifth embodiment, FIG. 24 is a perspective view showing a pressurization device, a plunger pump, and a closing valve of the culture device, and FIG. 25 is a culture completion after the culture unit is assembled. FIG. 26 and FIG. 27 are flowcharts showing the culture process. 21 and 22, the same reference numerals are given to the same portions as those in FIGS.

この培養装置300は、図23及び図24に示すように、加圧装置2(図1)とプランジャポンプ200(図14)を組み合わせ、加圧と送液を可能にした培養液供給・加圧装置を構成している。   As shown in FIGS. 23 and 24, the culture apparatus 300 combines the pressurizing apparatus 2 (FIG. 1) and the plunger pump 200 (FIG. 14) to supply and pressurize the culture medium that enables pressurization and liquid feeding. Configure the device.

この培養装置300には、培養庫302、機構部304及び制御装置306が備えられている。培養庫302には加圧装置2の圧力チャンバ部4、プランジャポンプ200の圧力チャンバ部208、培養液タンク308、閉止バルブ310及び廃液槽312が設置され、培養液タンク308、プランジャポンプ200、加圧装置2及び閉止バルブ310がチューブ314で直列に接続され、培養液タンク308からプランジャポンプ200、加圧装置2及び閉止バルブ310に流れた培養液316が廃液槽312に流れる。   The culture apparatus 300 includes a culture chamber 302, a mechanism unit 304, and a control device 306. The culture chamber 302 is provided with the pressure chamber section 4 of the pressurizing device 2, the pressure chamber section 208 of the plunger pump 200, the culture medium tank 308, the closing valve 310 and the waste liquid tank 312. The culture medium tank 308, the plunger pump 200, The pressure device 2 and the closing valve 310 are connected in series by a tube 314, and the culture solution 316 that has flowed from the culture solution tank 308 to the plunger pump 200, the pressurization device 2 and the closing valve 310 flows to the waste solution tank 312.

この場合、図24に示すように、加圧装置2の圧力チャンバ部4の入側ポート22にはプランジャポンプ200の出口部206が連結され、圧力チャンバ部4の出側ポート24には閉止バルブ310の入口部318が連結される。これらは、培養ユニット部320を構成する。圧力チャンバ部4は、受圧膜34で封止されているので、加圧機構部6と分離し、空間部16の密封性が低下することはないが、加圧機構部6を培養ユニット320と一体化して移動させてもよい。   In this case, as shown in FIG. 24, the outlet port 206 of the plunger pump 200 is connected to the inlet side port 22 of the pressure chamber portion 4 of the pressurizing device 2, and the closing valve is connected to the outlet side port 24 of the pressure chamber portion 4. The inlet part 318 of 310 is connected. These constitute the culture unit unit 320. Since the pressure chamber section 4 is sealed with the pressure receiving film 34, it is separated from the pressurizing mechanism section 6, and the sealing performance of the space section 16 is not deteriorated, but the pressurizing mechanism section 6 is connected to the culture unit 320. They may be moved together.

また、この実施の形態の変形例として、閉止バルブ310を通過した培養液316を培養液タンク308に戻し、培養液316を循環する構成としてもよい。   As a modification of this embodiment, the culture solution 316 that has passed through the closing valve 310 may be returned to the culture solution tank 308 to circulate the culture solution 316.

機構部304は、加圧装置2の加圧機構部6、圧力センサ94、そのアクチュエータ114、プランジャポンプ200の加圧機構部210、そのアクチュエータ284、閉止バルブ310の駆動部322が設置されている。   The mechanism unit 304 is provided with a pressurizing mechanism unit 6 of the pressurizing device 2, a pressure sensor 94, an actuator 114 thereof, a pressurizing mechanism unit 210 of the plunger pump 200, an actuator 284 thereof, and a driving unit 322 of the closing valve 310. .

そして、制御装置306はコンピュータで構成され、入力に応じて運転を制御する制御部324と、運転スイッチ326と、圧力の強さ、加圧周期、加圧時間、液の供給量、供給周期等の設定を入力する入力部328と、入力したものや実際の圧力値等を表示する表示装置330とを備えている。   The control device 306 is configured by a computer, and controls a control unit 324 that controls operation according to an input, an operation switch 326, pressure intensity, pressurization cycle, pressurization time, liquid supply amount, supply cycle, and the like. Are input, and a display device 330 that displays the input, actual pressure value, and the like.

〔培養液供給・加圧等、運転手順〕 [Procedure for supplying culture medium, pressurizing, etc.]

図25に示すように、培養ユニット320の組立てを行う(ステップS1)。即ち、圧力チャンバ部4にプランジャポンプ200及び閉止バルブ310を連結し、培養ユニット320を組み立てる。圧力がかかる部分であるので耐圧性能の十分な材料で構成し、シールする。プランジャポンプ200にはチューブ314によって培養液タンク308を接続する。閉止バルブ310の出口側にもチューブ314を接続し、廃液槽312に排液が導かれるように設定する。接続済みの培養ユニット320は滅菌処理を行う(ステップS2)。   As shown in FIG. 25, the culture unit 320 is assembled (step S1). That is, the plunger pump 200 and the closing valve 310 are connected to the pressure chamber unit 4 to assemble the culture unit 320. Since it is a portion where pressure is applied, it is made of a material having sufficient pressure resistance and sealed. A culture medium tank 308 is connected to the plunger pump 200 through a tube 314. A tube 314 is also connected to the outlet side of the closing valve 310 so that the drained liquid is guided to the waste liquid tank 312. The connected culture unit 320 performs sterilization (step S2).

培養液タンク308に培養液316を入れ(ステップS3)、圧力チャンバ部4の空間部16に被培養物20を設置する(ステップS4)。被培養物20は例えば、生体細胞又は生体組織等である。蓋部14を取り付け(ステップS5)、圧力チャンバ部4の空間部46をプラグ56で封止し、外気とを遮断する(ステップS6)。ステップS3〜ステップS6の処理は、クリーンベンチ内で行う。   The culture solution 316 is put in the culture solution tank 308 (step S3), and the culture object 20 is installed in the space 16 of the pressure chamber 4 (step S4). The culture target 20 is, for example, a living cell or a living tissue. The lid part 14 is attached (step S5), the space part 46 of the pressure chamber part 4 is sealed with the plug 56, and the outside air is shut off (step S6). Steps S3 to S6 are performed in a clean bench.

培養ユニット320を機構部304に接続し、即ち、圧力チャンバ部4を加圧機構部6に取り付け、プランジャポンプ200の圧力チャンバ部208を加圧機構部210に接続し固定するとともに、閉止バルブ310を駆動部322に接続する(ステップS7)。プラグ56の封止を解き(ステップS8)、加圧ピストン64により加減圧させるとともに、閉止バルブ310を開け、アクチュエータ284を作動させ、培養液316を圧力チャンバ部4に送り込む(ステップS9)。培養液316は、被培養物20を入れた時点で充填しておいても良い。プランジャポンプ200から閉止バルブ310まで培養液316で満たされ、空気の残留が殆ど無くなったら、閉止バルブ310を閉じる。加圧機構部6のアクチュエータ114を動作させ、設定した圧力に加圧する。周期的に圧力を加える場合には、アクチュエータ114により加圧ピストン64を往復運動させ、設定した圧力の間を設定した周期で繰り返し変化させる。また、設定周期で圧力チャンバ部4の空間部16内に培養液316を供給し、循環させ又は交換する。培養のための設定期間の加圧が終了したら(ステップS10)、培養ユニット320を機構部304から取り外す(ステップS11)。ステップS7〜ステップS11の処理は、培養装置300内で行う。   The culture unit 320 is connected to the mechanism unit 304, that is, the pressure chamber unit 4 is attached to the pressurizing mechanism unit 6, and the pressure chamber unit 208 of the plunger pump 200 is connected and fixed to the pressurizing mechanism unit 210. Is connected to the drive unit 322 (step S7). The plug 56 is unsealed (step S8), and the pressure is increased or decreased by the pressurizing piston 64, the closing valve 310 is opened, the actuator 284 is operated, and the culture solution 316 is fed into the pressure chamber section 4 (step S9). The culture solution 316 may be filled when the culture object 20 is added. When the medium 316 is filled with the culture solution 316 from the plunger pump 200 to the closing valve 310, and the air remains almost completely, the closing valve 310 is closed. The actuator 114 of the pressurizing mechanism 6 is operated to pressurize to the set pressure. When pressure is periodically applied, the pressurizing piston 64 is reciprocated by the actuator 114 and is repeatedly changed at a set cycle between the set pressures. In addition, the culture solution 316 is supplied into the space 16 of the pressure chamber 4 at a set cycle, and is circulated or exchanged. When pressurization for a set period for culturing is completed (step S10), the culturing unit 320 is removed from the mechanism unit 304 (step S11). Steps S7 to S11 are performed in the culture apparatus 300.

クリーンベンチ内で圧力チャンバ部4の蓋部14を開け、被培養物20を取り出す(ステップS12)。培養状態を検査し(ステップS13)、被培養物20が移植等のための条件を充足していれば合格とし(ステップS14)、移植用の細胞・組織の場合にはは、雑菌の侵入がないように容器に収納し、又は、圧力チャンバ部4に再度戻して蓋部14を閉じ、手術室に送り、移植(ステップS15)等の処理に供される。   The lid 14 of the pressure chamber 4 is opened in the clean bench, and the culture object 20 is taken out (step S12). The culture state is inspected (step S13), and if the object to be cultured 20 satisfies the conditions for transplantation or the like, the test is accepted (step S14). It is stored in a container so that it does not exist, or it is returned again to the pressure chamber part 4 and the lid part 14 is closed, sent to the operating room, and used for processing such as transplantation (step S15).

次に、このような培養装置300の培養処理の加圧装置2、プランジャポンプ200及び閉止バルブ310について、図26及び図27を参照して説明する。図26及び図27において、符号A、B及びCはフローチャート間の連結部分を示している。   Next, the pressurizing device 2, the plunger pump 200, and the closing valve 310 for the culture process of the culture device 300 will be described with reference to FIGS. In FIGS. 26 and 27, reference signs A, B, and C indicate connecting portions between the flowcharts.

この培養装置300の処理は次の通りである。図26に示すように、電源入(ステップS21)、設定表示(ステップS22)、培養ユニット320を機構部304に設置(ステップS23)、培養条件の入力(圧力パターン圧力値、圧力周期、送液量、培養時間)(ステップS24)、設定値の表示(ステップS25)、運転スイッチ326を入(ステップS26)、閉止バルブ310を開(ステップS27)、圧力チャンバ部4とプランジャポンプ200のアクチュエータ114、284が加圧方向へ動作(ステップS28)、圧力チャンバ部4とプランジャポンプ200のプラグ56、248の封止が解除(ステップS29)、アクチュエータ114、284が減圧方向へ動作(ステップS30)、アクチュエータ114、284の停止(ステップS31)、閉止バルブ310の閉(ステップS32)を経て、設定された圧力パターンが判定される(ステップS33)。継続的な加圧ではアクチュエータ114が加圧位置で停止(ステップS34)、周期的な加圧ではアクチュエータ114が往復運動(ステップS35)、断続的な加圧ではアクチュエータ114が断続的な往復(ステップS36)が実行される。   The processing of the culture apparatus 300 is as follows. As shown in FIG. 26, the power is turned on (step S21), the setting display (step S22), the culture unit 320 is installed in the mechanism unit 304 (step S23), and the culture conditions are input (pressure pattern pressure value, pressure cycle, liquid feeding). Volume, incubation time) (step S24), setting value display (step S25), operation switch 326 is turned on (step S26), closing valve 310 is opened (step S27), pressure chamber section 4 and actuator 114 of plunger pump 200 284 operates in the pressurizing direction (step S28), sealing of the pressure chamber 4 and the plugs 56 and 248 of the plunger pump 200 is released (step S29), and the actuators 114 and 284 operate in the depressurizing direction (step S30). Stop the actuators 114 and 284 (step S31) and close the closing valve 310. Step S32) via, it is determined set pressure pattern (step S33). In continuous pressurization, the actuator 114 stops at the pressurization position (step S34), in periodic pressurization, the actuator 114 reciprocates (step S35), and in intermittent pressurization, the actuator 114 reciprocates intermittently (step S35). S36) is executed.

図27に示すように、圧力値が正常か否かの判定(ステップS37)、一定時間が経過すると(ステップS38)、加圧動作の停止(ステップS39)、閉止バルブ310を開(ステップS40)、送液量に応じてアクチュエータ284が動作(ステップS41)、送液(ステップS42)、運転状態の表示(圧力値、送液量、時間経過等)(ステップS43)、圧力値、モータ等の駆動部322に対する負荷、制御装置306等の運転状態が正常か否かの判定(ステップS44)、培養運転時間が経過すると(ステップS45)、アクチュエータ114を圧力=0位置(ステップS46)、アクチュエータ284を原点位置(ステップS47)、閉止バルブ310を閉(ステップS48)、培養終了の表示(ステップS49)、電源切(ステップS50)で処理が完了する。   As shown in FIG. 27, it is determined whether or not the pressure value is normal (step S37). When a certain time has passed (step S38), the pressurization operation is stopped (step S39), and the closing valve 310 is opened (step S40). The actuator 284 operates in accordance with the liquid supply amount (step S41), liquid supply (step S42), operation status display (pressure value, liquid supply amount, elapsed time, etc.) (step S43), pressure value, motor, etc. It is determined whether or not the operation state of the load on the drive unit 322, the control device 306, etc. is normal (step S44). When the culture operation time has elapsed (step S45), the actuator 114 is set to the pressure = 0 position (step S46). The origin position (step S47), the closing valve 310 is closed (step S48), the culture end display (step S49), the power is turned off (step S48). -Up S50) in the process is completed.

ところで、ステップS37の判定において、圧力値が正常でない場合には所定回数として例えば、3回目以内か否かの判定が行われ(ステップS51)、3回目以内の場合には、アクチュエータ114による圧力補正が行われ(ステップS52)、その後、ステップS37に戻る。   By the way, when the pressure value is not normal in the determination of step S37, for example, it is determined whether or not it is within the third time (step S51). If it is within the third time, the pressure correction by the actuator 114 is performed. Is performed (step S52), and then the process returns to step S37.

ステップS51の判定において、所定回数として例えば3回目以内でない場合には、加圧動作停止、圧力:0位置でアクチュエータ114を停止、閉止バルブ310を開(ステップS53)、警報(ステップS54)、警告音発報(ステップS55)を行う。   In the determination in step S51, if the predetermined number of times is not within the third time, for example, the pressurization operation is stopped, the actuator 114 is stopped at the pressure: 0 position, the closing valve 310 is opened (step S53), an alarm (step S54), and a warning Sound generation is performed (step S55).

また、ステップS44の判定において、異常と判定された場合には、運転停止(ステップS56)、警報(ステップS57)、警告音発報(ステップS58)を行う。   If it is determined in step S44 that there is an abnormality, the operation is stopped (step S56), an alarm (step S57), and a warning sound is issued (step S58).

この培養装置300及びこの培養装置300を用いた培養方法の特徴事項を列挙すれば次の通りである。   The features of the culture apparatus 300 and the culture method using the culture apparatus 300 are listed as follows.

(1) 被培養物20の汚染防止を図ることができるとともに、圧力チャンバ部4、208の昇圧が容易である。シンプルな構成で、コストの低減が図られる。空気の排除の確実性が増す。   (1) Contamination of the culture object 20 can be prevented, and the pressure chambers 4 and 208 can be easily pressurized. Cost can be reduced with a simple configuration. Increased certainty of air exclusion.

(2) 水50、258に代え、ゲル150を使えば、液体と同等な機能を保持しつつ、栓の役割を果たす。また、ゲルであれば、容易にシールを解除できる。   (2) If the gel 150 is used instead of the waters 50 and 258, it functions as a stopper while maintaining the same function as the liquid. Moreover, if it is a gel, a seal | sticker can be cancelled | released easily.

(3) 加圧ピストン64の力を圧力として圧力チャンバ部4に伝えることができ、高圧の加圧が容易である。   (3) The force of the pressurizing piston 64 can be transmitted to the pressure chamber section 4 as a pressure, and high-pressure pressurization is easy.

(その他の実施の形態) (Other embodiments)

上記実施の形態では、圧力伝達媒体としての液体に水50、258又はゲル150を用いたが、油を用いてもよい。   In the above embodiment, water 50, 258 or gel 150 is used as the liquid as the pressure transmission medium, but oil may be used.

第5の実施の形態において、圧力伝達媒体にゲルを用いた場合には、加圧装置2又はプランジャポンプ200のプラグの封止が不要になるので、フローチャート(図25)において、プラグの封止解除(ステップS8)、フローチャート(図26)において、プラグの封止解除(ステップS29)は不要となる。   In the fifth embodiment, when a gel is used as the pressure transmission medium, it is not necessary to seal the plug of the pressurizing device 2 or the plunger pump 200. Therefore, in the flowchart (FIG. 25), the plug is sealed. In the release (step S8) and the flowchart (FIG. 26), the plug seal release (step S29) becomes unnecessary.

以上説明したように、本発明の最も好ましい実施の形態等について説明したが、本発明は、上記記載に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載され、又は明細書に開示された発明の要旨に基づき、当業者において様々な変形や変更が可能であることは勿論であり、斯かる変形や変更が、本発明の範囲に含まれることは言うまでもない。
As described above, the most preferable embodiment and the like of the present invention have been described. However, the present invention is not limited to the above description, and is described in the claims or disclosed in the specification. It goes without saying that various modifications and changes can be made by those skilled in the art based on the above gist, and such modifications and changes are included in the scope of the present invention.

本発明は、液体を圧力伝達媒体に用いる加圧装置に関し、加圧側と受圧側とを分離し、受圧側の汚染を防止することができ、外部の雑菌の侵入を防ぎ、不純物の混入を防ぎつつ、単純な加圧機構で、安価な加圧培養等に適用でき、受圧側の汚染を防止した加圧装置の加圧方法、加圧装置を用いて流体を圧送させるポンプ装置、生体細胞や生体組織を培養する培養装置に関し、既述の加圧装置やポンプ装置の何れか一方又は双方を用いた培養装置を提供でき、有用である。
The present invention relates to a pressurizing device that uses a liquid as a pressure transmission medium, and separates the pressurizing side and the pressure-receiving side to prevent contamination on the pressure-receiving side, preventing invasion of external germs and preventing contamination of impurities. However, a simple pressurization mechanism can be applied to inexpensive pressurization culture and the like, a pressurization method of a pressurization device that prevents contamination on the pressure receiving side, a pump device that pumps fluid using the pressurization device, a living cell, Regarding a culture apparatus for culturing a living tissue, a culture apparatus using one or both of the pressurization apparatus and the pump apparatus described above can be provided and useful.

第1の実施の形態に係る加圧装置を示す図である。It is a figure which shows the pressurization apparatus which concerns on 1st Embodiment. 加圧装置及びバルブを示す分解斜視図である。It is a disassembled perspective view which shows a pressurization apparatus and a valve | bulb. 圧力チャンバ部の筒状部及びプラグを示す図である。It is a figure which shows the cylindrical part and plug of a pressure chamber part. 圧力チャンバ部の筒状部及びプラグを示す図である。It is a figure which shows the cylindrical part and plug of a pressure chamber part. 圧力センサの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a pressure sensor. 加圧ピストン部分を示す断面図である。It is sectional drawing which shows a pressurization piston part. 加圧ピストン側のダイヤフラムを示す図である。It is a figure which shows the diaphragm by the side of a pressurization piston. 圧力チャンバ部とプラグを示す図である。It is a figure which shows a pressure chamber part and a plug. シリンダ部と圧力チャンバ部との連結を示す図である。It is a figure which shows the connection of a cylinder part and a pressure chamber part. 加圧ピストンのシリンダ部への移動を示す図である。It is a figure which shows the movement to the cylinder part of a pressurization piston. 加圧ピストンを後退させた状態を示す図である。It is a figure which shows the state which retracted the pressurization piston. 加圧状態を示す図である。It is a figure which shows a pressurization state. 第2の実施の形態に係る加圧装置を示す図である。It is a figure which shows the pressurization apparatus which concerns on 2nd Embodiment. 第3の実施の形態に係るプランジャポンプを示す図である。It is a figure which shows the plunger pump which concerns on 3rd Embodiment. 圧力チャンバ部を示す図である。It is a figure which shows a pressure chamber part. 圧力チャンバ部を示す図である。It is a figure which shows a pressure chamber part. 圧力チャンバ部の加圧側空間部及びその閉止を示す図である。It is a figure which shows the pressurization side space part of a pressure chamber part, and its closure. 圧力チャンバ部の加圧側空間部の閉止解除を示す図である。It is a figure which shows the closure cancellation | release of the pressurization side space part of a pressure chamber part. 圧力チャンバ部の受圧側空間部の減圧状態を示す図である。It is a figure which shows the pressure_reduction | reduced_pressure state of the pressure receiving side space part of a pressure chamber part. 圧力チャンバ部の受圧側空間部の加圧状態を示す図である。It is a figure which shows the pressurization state of the receiving pressure side space part of a pressure chamber part. 圧力チャンバ部の結合部側の変形例を示す図である。It is a figure which shows the modification by the side of the coupling | bond part of a pressure chamber part. 第4の実施の形態に係る加圧装置を示す図である。It is a figure which shows the pressurization apparatus which concerns on 4th Embodiment. 第5の実施の形態に係る培養装置を示す図である。It is a figure which shows the culture apparatus which concerns on 5th Embodiment. 培養装置の加圧装置、プランジャポンプ及び閉止バルブを示す分解斜視図である。It is a disassembled perspective view which shows the pressurization apparatus, plunger pump, and closing valve of a culture apparatus. 培養装置の組立から培養完了までの工程を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the process from the assembly of a culture apparatus to completion | finish of culture | cultivation. 培養処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows a culture | cultivation process. 培養処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows a culture | cultivation process.

符号の説明Explanation of symbols

2 加圧装置
4 圧力チャンバ部
6 加圧機構部
16 空間部(受圧側空間部)
46 空間部(加圧側空間部)
34、234 受圧膜
50、258 水
56、248 プラグ
64、256 加圧ピストン
70、264 シリンダ部
88 従動ピストン
200 プランジャポンプ
300 培養装置
18、316 培養液
320 培養ユニット
2 Pressurizing device 4 Pressure chamber 6 Pressure mechanism 16 Space (pressure receiving space)
46 Space (Pressure side space)
34, 234 Pressure receiving membrane 50, 258 Water 56, 248 Plug 64, 256 Pressure piston 70, 264 Cylinder portion 88 Driven piston 200 Plunger pump 300 Culture device 18, 316 Culture solution 320 Culture unit

Claims (12)

圧力を圧力伝達媒体により受圧側に伝達する加圧装置であって、
前記圧力伝達媒体が収容される加圧側空間部と、
圧力を受ける受圧側空間部と、
前記加圧側空間部と前記受圧側空間部との間に設置され、前記圧力伝達媒体に応じて変形可能な受圧膜と、
前記加圧側空間部に連結され、従動ピストンが挿入されて内部の容積が狭められるシリンダ部と、
前記シリンダ部に連結され、摺動して前記従動ピストンを前記シリンダ部内で移動させる加圧ピストンと、該加圧ピストンの摺動を許容し且つ前記加圧ピストンと前記シリンダ部の間を封止する伸縮膜とを備えるピストン機構部と、
を備え、前記加圧ピストンの摺動によって前記従動ピストンを移動させ、該従動ピストンの移動を前記圧力伝達媒体により前記受圧膜に伝達し、前記受圧側空間部側を加圧することを特徴とする加圧装置。
A pressurizing device that transmits pressure to a pressure receiving side by a pressure transmission medium,
A pressure-side space in which the pressure transmission medium is accommodated;
A pressure-receiving side space that receives pressure;
A pressure receiving membrane that is installed between the pressure side space and the pressure receiving side space and is deformable according to the pressure transmission medium;
Is connected to the pressure side space, and a cylinder portion that internal volume is narrowed slave piston is inserted,
A pressure piston connected to the cylinder portion and sliding to move the driven piston within the cylinder portion ; allowing the pressure piston to slide; and sealing between the pressure piston and the cylinder portion A piston mechanism comprising a stretchable membrane ,
The driven piston is moved by sliding of the pressure piston, the movement of the driven piston is transmitted to the pressure receiving film by the pressure transmission medium, and the pressure receiving side space portion side is pressurized. Pressurizing device.
請求項1の加圧装置において、
前記圧力伝達媒体は液体又はゲルであることを特徴とする加圧装置。
The pressurizing device according to claim 1.
The pressurizing device, wherein the pressure transmission medium is a liquid or a gel.
請求項1又は2の加圧装置において、
前記圧力伝達媒体に液体を用いる場合、該液体を収容した前記加圧側空間部を封止する栓を備え、前記従動ピストンの移動により、前記従動ピストンを前記栓に当てて開栓することを特徴とする加圧装置。
The pressurizing device according to claim 1 or 2,
When using a liquid to the pressure transmission medium, comprising a plug which seals the pressure side space portion containing the liquid, by the movement of the slave piston, the opening plug to isosamples against the slave piston to said stopper A pressurizing device characterized.
圧力を圧力伝達媒体により受圧側に伝達する加圧装置の加圧方法であって、
受圧膜を備える加圧側空間部に前記圧力伝達媒体を入れる工程と、
前記圧力伝達媒体を入れた前記加圧側空間部と、従動ピストンが挿入されて内部の容積が狭められるシリンダ部とを連結する工程と、
前記シリンダ部内で前記従動ピストンを移動させる加圧ピストンと、該加圧ピストンの摺動を許容し且つ前記加圧ピストンと前記シリンダ部の間を封止する伸縮膜とを備える、ピストン機構部を前記シリンダ部と連結する工程と、
前記シリンダ部内に加圧ピストンを摺動させ、前記従動ピストンを移動させて前記従動ピストンの移動を前記圧力伝達媒体により前記受圧膜に伝達し、受圧側空間部を加圧可能にする工程と、
を含むことを特徴とする加圧装置の加圧方法。
A pressurizing method of a pressurizing device for transmitting pressure to a pressure receiving side by a pressure transmission medium,
Placing the pressure transmission medium in a pressure side space provided with a pressure receiving membrane;
Connecting the pressurizing side space containing the pressure transmission medium and a cylinder part into which a driven piston is inserted to reduce the internal volume ;
A piston mechanism comprising: a pressure piston that moves the driven piston in the cylinder portion; and a stretchable membrane that allows the pressure piston to slide and seals between the pressure piston and the cylinder portion. Connecting to the cylinder part;
A step of sliding the pressure piston into the cylinder portion, moving the driven piston , transmitting the movement of the driven piston to the pressure receiving film by the pressure transmission medium, and enabling the pressure receiving side space portion to be pressurized;
The pressurizing method of the pressurizing apparatus characterized by including.
請求項の加圧装置の加圧方法において、
前記圧力伝達媒体は液体又はゲルであることを特徴とする加圧装置の加圧方法。
In the pressurization method of the pressurization apparatus of Claim 4 ,
The pressurizing method of the pressurizing apparatus, wherein the pressure transmission medium is a liquid or a gel.
請求項の加圧装置の加圧方法において、
前記圧力伝達媒体に液体を用いる場合、該液体を収容した前記加圧側空間部を封止する栓を備えるとともに、前記シリンダ部に前記加圧ピストンによって移動可能な従動ピストンを備え、該従動ピストンを前記栓に当てて開栓する工程を含むことを特徴とする加圧装置の加圧方法。
In the pressurization method of the pressurization apparatus of Claim 4 ,
When a liquid is used as the pressure transmission medium, the pressure transmission medium includes a stopper that seals the pressurizing side space, and the cylinder includes a driven piston that can be moved by the pressurizing piston. A pressurizing method for a pressurizing device, comprising the step of opening the cap against the stopper.
外部圧力に応じて被移送流体を移送するポンプ装置であって、
圧力伝達媒体が収容される加圧側空間部と、
圧力を受け、前記被移送流体を流す受圧側空間部と、
前記加圧側空間部と前記受圧側空間部との間に設置され、前記圧力伝達媒体に応じて変形可能な受圧膜と、
前記加圧側空間部に連結され、従動ピストンが挿入されて内部の容積が狭められるシリンダ部と、
前記シリンダ部に連結され、摺動して前記従動ピストンを前記シリンダ部内で移動させる加圧ピストンと、該加圧ピストンの摺動を許容し且つ前記加圧ピストンと前記シリンダ部の間を封止する伸縮膜とを備えるピストン機構部と、
を備え、前記加圧ピストンの摺動によって前記従動ピストンを移動させ、該従動ピストンの移動を前記圧力伝達媒体により前記受圧膜に伝達させて前記受圧側空間部側を減圧又は加圧状態にし、減圧時、前記受圧側空間部に前記被移送流体を流し込み、加圧時、前記受圧側空間部から前記被移送流体を流出させることを特徴とするポンプ装置。
A pump device that transfers a fluid to be transferred according to an external pressure,
A pressure side space in which the pressure transmission medium is accommodated;
Pressure receiving side space that receives pressure and flows the fluid to be transferred; and
A pressure receiving membrane that is installed between the pressure side space and the pressure receiving side space and is deformable according to the pressure transmission medium;
Is connected to the pressure side space, and a cylinder portion that internal volume is narrowed slave piston is inserted,
A pressure piston connected to the cylinder portion and sliding to move the driven piston within the cylinder portion ; allowing the pressure piston to slide; and sealing between the pressure piston and the cylinder portion A piston mechanism comprising a stretchable membrane ,
The driven piston is moved by sliding of the pressure piston, the movement of the driven piston is transmitted to the pressure receiving film by the pressure transmission medium, and the pressure receiving side space portion side is depressurized or pressurized, The pump device according to claim 1, wherein the fluid to be transferred is poured into the pressure-receiving side space when the pressure is reduced, and the fluid is caused to flow out from the pressure-receiving space when the pressure is applied.
請求項のポンプ装置において、
前記受圧側空間部には、出口部に加圧時に開くバルブ、入口部に減圧時に開くバルブを備えることを特徴とするポンプ装置。
The pump device according to claim 7 ,
The pressure receiving side space includes a valve that opens at the outlet when the pressure is applied, and a valve that opens at the inlet when the pressure is reduced.
請求項7又は8のポンプ装置において、The pump device according to claim 7 or 8,
前記圧力伝達媒体に液体を用いる場合、該液体を収容した前記加圧側空間部を封止する栓を備え、前記従動ピストンの移動により、前記従動ピストンを前記栓に当てて開栓することを特徴とするポンプ装置。In the case of using a liquid as the pressure transmission medium, a plug is provided for sealing the pressurizing side space containing the liquid, and the driven piston is opened against the plug by the movement of the driven piston. The pump device.
圧力を圧力伝達媒体により受圧側に伝達する加圧装置を備える培養装置であって、前記加圧装置が、
前記圧力伝達媒体が収容される加圧側空間部と、
圧力を受ける受圧側空間部と、
前記加圧側空間部と前記受圧側空間部との間に設置され、前記圧力伝達媒体に応じて変形可能な受圧膜と、
前記加圧側空間部に連結され、従動ピストンが挿入されて内部の容積が狭められるシリンダ部と、
前記シリンダ部に連結され、摺動して前記従動ピストンを前記シリンダ部内で移動させる加圧ピストンと、該加圧ピストンの摺動を許容し且つ前記加圧ピストンと前記シリンダ部の間を封止する伸縮膜とを備えるピストン機構部と、
を備え、前記加圧ピストンの摺動によって前記従動ピストンを移動させ、該従動ピストンの移動を前記圧力伝達媒体により前記受圧膜に伝達し、前記受圧側空間部側を加圧する構成であることを特徴とする培養装置。
A culture device comprising a pressurizing device that transmits pressure to the pressure receiving side by a pressure transmission medium, wherein the pressurizing device is
A pressure-side space in which the pressure transmission medium is accommodated;
A pressure-receiving side space that receives pressure;
A pressure receiving membrane that is installed between the pressure side space and the pressure receiving side space and is deformable according to the pressure transmission medium;
Is connected to the pressure side space, and a cylinder portion that internal volume is narrowed slave piston is inserted,
A pressure piston connected to the cylinder portion and sliding to move the driven piston within the cylinder portion ; allowing the pressure piston to slide; and sealing between the pressure piston and the cylinder portion A piston mechanism comprising a stretchable membrane ,
The driven piston is moved by sliding of the pressure piston, the movement of the driven piston is transmitted to the pressure receiving film by the pressure transmission medium, and the pressure receiving side space portion side is pressurized. Characteristic culture device.
外部圧力に応じて培養液を移送するポンプ装置を備える培養装置であって、前記ポンプ装置が、
圧力伝達媒体が収容される加圧側空間部と、
圧力を受け、前記培養液を流す受圧側空間部と、
前記加圧側空間部と前記受圧側空間部との間に設置され、前記圧力伝達媒体に応じて変形可能な受圧膜と、
前記加圧側空間部に連結され、従動ピストンが挿入されて内部の容積が狭められるシリンダ部と、
前記シリンダ部に連結され、摺動して前記従動ピストンを前記シリンダ部内で移動させる加圧ピストンと、該加圧ピストンの摺動を許容し且つ前記加圧ピストンと前記シリンダ部の間を封止する伸縮膜とを備えるピストン機構部と、
を備え、前記加圧ピストンの摺動によって前記従動ピストンを移動させ、該従動ピストンの移動を前記圧力伝達体により前記受圧膜に伝達させて前記受圧側空間部側を減圧又は加圧状態にし、減圧時、前記受圧側空間部に前記培養液を流し込み、加圧時、前記受圧側空間部から前記培養液を流出させる構成であることを特徴とする培養装置。
A culture device comprising a pump device for transferring a culture solution according to an external pressure, wherein the pump device is
A pressure side space in which the pressure transmission medium is accommodated;
Pressure-receiving side space that receives pressure and flows the culture solution;
A pressure receiving membrane that is installed between the pressure side space and the pressure receiving side space and is deformable according to the pressure transmission medium;
Is connected to the pressure side space, and a cylinder portion that internal volume is narrowed slave piston is inserted,
A pressure piston connected to the cylinder portion and sliding to move the driven piston within the cylinder portion ; allowing the pressure piston to slide; and sealing between the pressure piston and the cylinder portion A piston mechanism comprising a stretchable membrane ,
Wherein the moving the slave piston by sliding the pressurizing piston, the reduced pressure or pressurized state the pressure receiving-side space side movement of the driven piston is transmitted to the pressure receiving layer by the pressure transmission medium body The culture apparatus is configured to flow the culture solution into the pressure receiving side space during decompression and to flow out the culture solution from the pressure receiving side space during pressurization.
請求項10又は11の培養装置において、The culture apparatus according to claim 10 or 11,
前記圧力伝達媒体に液体を用いる場合、該液体を収容した前記加圧側空間部を封止する栓を備え、前記従動ピストンの移動により、前記従動ピストンを前記栓に当てて開栓することを特徴とする培養装置。In the case of using a liquid as the pressure transmission medium, a plug is provided for sealing the pressurizing side space containing the liquid, and the driven piston is opened against the plug by the movement of the driven piston. Culture apparatus.
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