JP7357334B2 - 撹拌装置 - Google Patents
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その撹拌装置として、液体を注入した容器を収納する筒状ケーシングと、前記容器内に装填されて回転することにより前記液体を撹拌する撹拌子と、前記容器の真下に位置して前記撹拌子を磁力で回転駆動する撹拌子駆動部と、前記容器内の液体に光を照射するLEDと、を備える装置がある(特許文献1、2)。
また、前記LEDを容器の周り及び基板の長さ方向(上下方向)に複数設ければ、その光照射範囲も周囲及び上方に広くなり、試験管のように、細長の容器に試料を注入した場合には、その試料に満遍無く光照射することができる。LEDの周囲及び上下方向の数は、試料全体の光照射が行われるように実験等によって適宜に設定する。
ペルチェ素子は、直流電流を流すと、素子の両面に温度差が発生し、低温側で吸熱、高温側で発熱が起こり、ペルチェ素子の低温側から高温側へと熱を押し上げる。即ち、ヒートポンプの役目をする。このとき、電流の極性を変えると、ポンピングする熱の方向を変え、また与える電流の大きさを変えることで、ポンピングされる熱量の大きさを変えることができる。これをペルチェ効果といい、冷却・加熱・温度制御をごく簡単に行える。
底板11は、四角状ベース板11aの上に膨出した四角状支持部11bを設けた四角状を呈し、その支持部11bの4辺のそれぞれの中央に四角状切り込み11cが形成されている。左右の側板12もベース板12aの上に膨出した支持部12bを有する四角状を呈する。底板11のベース板11aと支持部11b、側板12のベース板12aと支持部12bは一体成形のものでもよいが、それぞれ別部材で構成して、ビス止めや接着などによって一体化したものとし得る。
因みに、その撹拌子20の保管用容器は、鉄分を含んでいない、SUS304、同316等のステンレスを使用することが好ましい。テフロンコーティングは非粘着性、耐熱性、耐摩耗性、耐薬品性の向上を目的とする。
さらに、近紫外線は、UV-A(波長:315~380nm)、UV-B(波長 :280~315nm)、UV-C(波長: 200~280nm)に分けられ、UV-Aは、皮膚の真皮層に作用し蛋白質を変性させたり、皮膚の弾性を失わせ老化を促進させたりし、細胞の物質交代の進行に関係し、細胞の機能を活性化させる。また、UV-Bによって生成されたメラニン色素を酸化させて褐色に変化させる。
UV-Bは、表皮層に作用するが、色素細胞がメラニンを生成し防御反応を取る。これがいわゆる日焼けである。この際ビタミンDを生成する。
UV-Cは、強い殺菌作用があり、生体に対する破壊性が強い。ハロン系物質によりオゾン層が破壊されると、地表に到達して生物相に影響が出ることが懸念されている。
このように、UVは、種々の波長があり、それらはそれぞれ、試料aに対する作用が異なり、その波長に対する電流値が異なるため、この実施形態では、それらに対応する4つのスイッチUV1、UV2、UV3、UV4を設けている。その4つは、上記near UV、far UV、extreme UV、UV-A、UV-B、UV-C等から適宜に選択する。
回転機構30は、特許文献1第2頁下右欄第5行以降、第1図~第3図、特許文献2段落0056~同0058、図1~図4)等で示される周知の構成であって、この実施形態においては、モータで回転される円盤上にその回転中心周りの同一円周上に、駆動磁石となるN極、S極、N極、S極、・・を交互に配置し、その駆動磁石の旋回軌道上に上記撹拌子20の磁場の中心と重心が位置するようにする。このため、旋回する駆動磁石からの磁力によって撹拌子20がその中心(重心)でもって容器S内で回転し、試料aを撹拌する。駆動磁石の数は、撹拌子20の撹拌速度等を考慮して実験などによって適宜に設定する。この実施形態において、筐体31前面の摘み(速度調整スイッチ)33を回すことによってその回転速度が調整可能となっている。防爆性を要求されるものでは、空気圧で動作するモータを使用する。
腕部51を支持板50の中央部から放射状としたのは、支持板50の冷却面積(体積)を少なくして腕部51が円滑に冷却されるようにするためである。また、天板31aを絶縁性(断熱性)の高いベークライト製としてその天板31aに熱伝導がされないようにしているため、全体の冷却面積(体積)が少なくなって(ほぼ支持板50のみ)、冷却効率を上げている。
このコントロール部34は、リレー(電磁式スイッチ34a)を利用して、一度入力された信号を解除信号があるまで保持する回路を有している。さらに、オートチューニング機能(P.I.D値を自動演算し設定する機能)を有し、この機能は、P(比例動作)測定範囲に対して調節出力の変化する割合(%)を設定すると、I(積分時間)比例帯で生じるオフセット(定常偏差)を修正し、D(微分時間)調節出力の変化を予測し、積分によるオーバーシュートを抑え、制御の安定性を向上させる。
さらに、フィードバック制御により、モータの回転数を一定に保ち、回転変動をセンサーで検知して電圧を制御する。
すると、回転機構30により、各容器Sの撹拌子20が回転して試料aが撹拌される。この状態で、各種の光が照射されるとともに、撹拌される試料aの性状等を観測して種々の測定を行う。例えば、この波長の異なる光を照射してその光に応じた反応、例えば光触媒の作用効果等を観測(測定)する。
また、LED40を容器(試験管)Sの周り及び基板41の長さ方向(上下方向)に複数(2個)設けたので、図8に示すように、そのLED40からの光cの照射範囲も周囲及び上方に広くなり、試験管Sのように、その細長の容器S内に高く(例えば、鎖線位置まで)注入された試料aを満遍無く光照射する。
このように、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。この発明の範囲は、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
20 撹拌子
30 撹拌子駆動部
40 LED(光源)
41 LED駆動基板
50 ケーシング支持板(基台)
51 支持板の腕部
52、521、522、523、524 ケーシング設置孔(凹部)
53 ペルチェ素子(冷却機能)
A 撹拌装置
S 容器(試験管)
a 流体(試料)
c 光
Claims (3)
- 流体(a)を注入した容器(S)を収納するアルミニウム製の筒状ケーシング(10)と、前記容器(S)内に装填されて回転することにより前記流体(a)を撹拌する撹拌子(20)と、前記容器(S)の真下に位置して前記撹拌子(20)を磁力で回転駆動する撹拌子駆動部(30)と、前記容器(S)内の流体(a)に光(c)を照射するLED(40)と、を備える撹拌装置(A)であって、
上記撹拌子駆動部(30)上のアルミニウム製の基台(50)に上記ケーシング(10)の複数を同一円周上に設置自在とするとともに、その各設置状態において、上記撹拌子駆動部(30)の駆動磁石の旋回軌道上に上記撹拌子(20)が位置し、
上記ケーシング(10)内の容器(S)の周り等間隔に上記LED(40)を有するLED駆動基板(41)を設け、その基板(41)には冷却機能を付設した撹拌装置。 - 上記基台(50)上に上記ケーシング(10)の複数を同一円周上に設置するその円周の内側に上記冷却機能を発揮するペルチェ素子(53)を設けた請求項1に記載の撹拌装置。
- 上記LED(40)を基板(41)の長さ方向に複数設けた請求項1又は2に記載の撹拌装置。
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2019
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