WO2016158337A1 - 培養装置 - Google Patents

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WO2016158337A1
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power
culture apparatus
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寛直 関根
小林 晃一
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パナソニックヘルスケアホールディングス株式会社
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    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12MAPPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M41/00Means for regulation, monitoring, measurement or control, e.g. flow regulation
    • C12M41/12Means for regulation, monitoring, measurement or control, e.g. flow regulation of temperature
    • C12M41/14Incubators; Climatic chambers
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12MAPPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M23/00Constructional details, e.g. recesses, hinges
    • C12M23/02Form or structure of the vessel
    • C12M23/04Flat or tray type, drawers
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12MAPPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M41/00Means for regulation, monitoring, measurement or control, e.g. flow regulation
    • C12M41/30Means for regulation, monitoring, measurement or control, e.g. flow regulation of concentration
    • C12M41/34Means for regulation, monitoring, measurement or control, e.g. flow regulation of concentration of gas
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12MAPPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M41/00Means for regulation, monitoring, measurement or control, e.g. flow regulation
    • C12M41/48Automatic or computerized control

Definitions

  • the present invention relates to a culture apparatus.
  • a culture apparatus for culturing a culture such as cells and microorganisms in an incubator.
  • the culture apparatus includes a heater for heating the inside of the incubator on which the humidifying dish is placed.
  • the incubator is controlled to maintain the inside of the incubator at a predetermined temperature (for example, 37 ° C.).
  • the incubator is maintained at a predetermined humidity (for example, 95% RH) according to the predetermined temperature.
  • a heating element for heating water stored in a recess formed on the bottom surface a heating element for heating the inside of the incubator other than the recess, and heat insulation attached to the heat insulation box main body so as to be freely opened and closed.
  • a superheater in the incubator by controlling the power supplied to these three types of heat generators to maintain the temperature of the water in the recesses lower than the temperature in the incubator.
  • a culture apparatus that returns water to the recess to suppress condensation is disclosed (see Patent Document 1).
  • This culture apparatus is provided with a temperature detection device for detecting the temperature in the incubator, and is configured so that each of the plurality of heating elements can be individually controlled based on the detection result of the temperature detection device. ing.
  • the temperature in the incubator is not necessarily uniform. Therefore, even when the temperature in the vicinity of the temperature detection device shows a desired value, there may be a situation in which the temperature in a part of the incubator is relatively lower than the surroundings. And there exists a possibility that dew condensation may generate
  • the present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a new technique for suppressing the occurrence of condensation in the culture apparatus.
  • a culture apparatus includes a heat insulating box having a culture space surrounded by a plurality of inner surfaces, a humidifying unit that humidifies the culture space, and a first of the plurality of inner surfaces.
  • a first heating unit that heats the inner surface with supplied electric power
  • a second heating unit that heats a second inner surface different from the first inner surface with supplied electric power
  • the first heating unit and the first heating unit A control unit that controls the magnitude of electric power supplied to each of the two heating units.
  • the control unit repeatedly changes the magnitude of the electric power supplied to the first heating unit at the first timing, and changes the magnitude of the electric power supplied to the second heating unit from a second timing different from the first timing. Change repeatedly at timing.
  • the occurrence of condensation in the culture apparatus can be suppressed.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a schematic configuration of a culture apparatus according to an embodiment.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of the culture apparatus according to the embodiment.
  • the culture apparatus 1 includes a left-opening type door (specifically, an outer door and an inner door) and a double door opening type small door. Moreover, the culture apparatus 1 forms the incubator 4 by a space surrounded by a heat insulating box body 2 having an opening 2A on the front surface and a transparent door 3 as an inner door that closes the opening 2A so as to be freely opened and closed.
  • the left side of the transparent door 3 is held openably and closably on the heat insulating box body 2 by a hinge, and the opening 2A is hermetically closed by a gasket 2B as a sealing member provided at the front portion of the incubator 4. Yes.
  • the inside of the incubator 4 is divided vertically by a plurality of shelves 5 (here, four shelves are divided into five).
  • the CO 2 concentration is often set and maintained at about 5%, and the CO 2 gas is cultured after the door is closed to control the CO 2 concentration. It is made to supply in the container 4.
  • the double doors 6A and 6B are provided on the inner side of the transparent door 3 to correspond to each compartment.
  • a plurality (here, 5 pairs) are provided.
  • the heat insulating door 7 is supported on the heat insulating box body 2 by a hinge so as to be openable and closable, functions as an outer door that prevents heat from entering through the opening 2A of the incubator 4, and a magnet-containing gasket 8 is provided around the back surface. Yes.
  • the incubator 4 is provided with a duct 11 including a back duct 11A and a bottom duct 11B at intervals on the back and bottom of the incubator 4 for forming a gas passage K, respectively.
  • the incubator 4 sucks the gas in the incubator 4 from the suction port 12 formed in the upper part of the rear duct 11A, and blows out the gas from the outlet 13 provided at the front and side surfaces of the bottom duct 11B into the incubator 4. Perform forced circulation.
  • a circulation fan 14 is disposed in the duct 11 (upper part of FIG. 2) for forced circulation of the gas.
  • the circulation fan 14 includes a fan, a motor, and a shaft.
  • the motor is disposed in a machine chamber 19 on the outer back surface of the incubator 4 to be described later, and the shaft extends from the motor in the machine chamber 19 to the heat insulating box body 2. It extends through the back surface to the gas passage K and is connected to the fan.
  • a humidifying tray 15 for storing humidifying water (that is, humidified water) 16 is disposed on the bottom surface of the incubator 4 and in the duct 11, and is provided by a heater disposed outside the bottom surface of the inner box 22 made of metal, for example, stainless steel. Heat to evaporate water.
  • the humidifying tray 15 in the duct 11 and at the bottom of the incubator 4, the gas humidified from the gas passage K to the incubator 4 formed by the circulation fan 14 and the duct 11 can be efficiently obtained. It becomes possible to blow out.
  • a motor as a driving means for the circulation fan 14, a gas supply means 17 for supplying CO 2 gas to the incubator 4, and electrical components such as a control board (not shown). Is formed.
  • the gas supply means 17 includes a gas supply pipe 17A, an on-off valve 17B, a filter 17C, and the like, and the distal end portion of the gas supply pipe 17A faces the gas passage K.
  • CO 2 gas supplied from the gas supply pipe 17A can be injected.
  • the heat insulating box body 2 includes a metal outer box 21, a stainless inner box 22, a heat insulating material 24 disposed inside the outer box 21 between the outer box 21 and the inner box 22, and the heat insulating material 24. And an air layer (so-called air jacket) 25 disposed on the inner side.
  • an air layer (so-called air jacket) 25 disposed on the inner side.
  • heaters (described later) are disposed as heating units for heating the incubator. Further, a heater may be provided on the transparent door 3 or the heat insulating door 7 that covers the opening 2 ⁇ / b> A of the incubator 4.
  • FIG. 3 is a schematic diagram for explaining a heating unit in the culture apparatus. Note that illustration of members unnecessary for description is omitted as appropriate.
  • the incubator 4 in the culture apparatus 1 described above has a rectangular parallelepiped culture space surrounded by six inner surfaces.
  • the culture apparatus 1 is provided with six heaters 26A to 26F as heating units for heating each of the six inner surfaces.
  • the heater 26 ⁇ / b> A is attached to the outer surface of the inner surface of the heat insulating door 7.
  • the heater 26 ⁇ / b> B is attached to the outer surface of the top plate of the heat insulating box body 2.
  • the heater 26 ⁇ / b> C is attached to the outer surface of the right side surface of the heat insulating box body 2.
  • the heater 26 ⁇ / b> D is attached to the outer surface of the bottom surface of the heat insulating box body 2.
  • the heater 26E is attached to the outer surface of the left side surface.
  • the heater 26 ⁇ / b> F is provided on the outer surface of the back surface of the heat insulating box body 2.
  • FIG. 4 is a block diagram illustrating a configuration of a control unit that controls the heating unit.
  • FIG. 5 is a timing chart showing a change in the magnitude of the supplied power in each heating unit according to the first embodiment.
  • the culture apparatus 1 includes a heat insulating box body 2 having a culture device 4 as a culture space surrounded by a plurality of inner surfaces, a humidifying dish 15 as a humidifying unit for humidifying the inside of the culture device 4, Heaters 26A to 26F for heating each of the plurality of inner surfaces of the incubator 4 with supplied power, a power supply unit 28 for supplying power, a control unit 30 for controlling the magnitude of power supplied to each heater, Is provided.
  • the controller 30 repeatedly changes the magnitude of the power supplied to the heater 26A at timing t1 (cycle T) and changes the magnitude of the power supplied to the heater 26B repeatedly (cycle T) at timing t2.
  • the amount of power supplied to the heater 26E is changed repeatedly at the timing t3 (cycle T), and the amount of power supplied to the heater 26D is changed repeatedly at the timing t4 (cycle T).
  • the magnitude is changed repeatedly at timing t5 (cycle T), and the magnitude of the electric power supplied to the heater 26F is changed repeatedly (cycle T) at timing t6.
  • timings t1 to t6 are different timings.
  • the repetition period T of the power change may not be the same for all the heaters.
  • the period T ′ of some heaters may be different from the period T of other heaters.
  • the period T may not always be the same in the same heater.
  • the power after changing the power in the cycle T1, the power may be changed in the cycle T2 (T2 ⁇ T1 and changed again in the cycle T1.
  • changing the magnitude of power means changing between a state where power is not supplied (OFF) and a state where power of a predetermined value is supplied (ON). That is not necessarily the case. For example, when changing between a state where power is supplied with a first amount (a value greater than 0) and a state where power is supplied with a second amount greater than the first amount. Also good.
  • the culture apparatus 1 can repeatedly change the heating state by each heater at different timings on the plurality of inner surfaces of the incubator 4 forming the culture space. It can suppress that a low location generate
  • FIG. 6 is a timing chart showing changes in the magnitude of the supplied power in each heating unit according to the second embodiment.
  • the control unit 30 repeatedly changes the magnitude of the power supplied to the heaters 26A and 26F at the timing t1 (period T), and the magnitude of the power supplied to the heaters 26B and 26D. Is repeated at the timing t2 (cycle T), and the magnitude of the electric power supplied to the heater 26C and the heater 26E is changed at the timing t3 (cycle T).
  • a plurality of heaters that repeatedly change the magnitude of the supplied power at the same timing may be configured by one heater.
  • the heater 26B and the heater 26D, or the heater 26C and the heater 26E may be configured by one heater.
  • FIG. 7 is a timing chart showing changes in the magnitude of the supplied power in each heating unit according to the third embodiment.
  • the control unit 30 changes the magnitude of the electric power supplied to the heaters 26A, 26D, and 26F repeatedly (period T) at the timing t1, and causes the heaters 26B, 26C, and 26D to change.
  • the magnitude of the power to be supplied is changed repeatedly (cycle T) at timing t2.
  • a plurality of heaters that repeatedly change the magnitude of the supplied power at the same timing may be configured by one heater.
  • the heater 26D and the heater 26F, or the heater 26B, the heater 26C, and the heater 26D may be configured by one heater.
  • FIG. 8 is a timing chart showing changes in the magnitude of the supplied power in each heating unit according to the fourth embodiment.
  • the control unit 30 repeatedly changes the magnitude of the power supplied to the heater 26A at the timing t1 (period T), and changes the magnitude of the power supplied to the heater 26B at the timing t2.
  • the amount of power supplied to the heater 26C is changed repeatedly (cycle T) at timing t3, and the amount of power supplied to the heater 26D is repeated at timings t41 to t43 (cycle T).
  • the magnitude of the electric power supplied to the heater 26E is changed repeatedly at the timing t5 (cycle T), and the magnitude of the electric power supplied to the heater 26F is changed at the timing t6 repeatedly (cycle T).
  • control unit controls so that the power per unit time supplied to the heater 26D is larger than the power per unit time supplied to the other heaters.
  • produce by natural temperature gradient can be heated rather than another inner surface, and the dew condensation in the bottom face vicinity can be prevented.
  • FIG. 9 is a timing chart showing changes in the magnitude of the supplied power in each heating unit according to the fifth embodiment.
  • the control unit 30 controls so that the power per unit time supplied to the heater 26B is less than the power per unit time supplied to other heaters. Thereby, the heating in the vicinity of the top plate, which tends to increase in temperature, can be suppressed, and the temperature of the culture space can be made more uniform.
  • the culture apparatus 1 includes a heat insulating box body 2 having an incubator 4 surrounded by a plurality of inner surfaces, a humidifying dish 15 for humidifying the incubator 4, a plurality of heaters 26A to 26F for heating a plurality of inner surfaces, And a control unit 30 for controlling the magnitude of electric power supplied to each of the plurality of heaters 26A to 26F.
  • the control unit 30 controls the power supplied to each of the plurality of heaters 26A to 26F so as to repeatedly change the temperature distribution on the plurality of inner surfaces at a predetermined timing.
  • the culture apparatus 1 specifies a relatively low temperature location by repeatedly changing the temperature distribution on the plurality of inner surfaces forming the incubator 4 at a predetermined timing. Can be prevented from occurring continuously for a long time. As a result, the occurrence of condensation is suppressed.
  • the culture apparatus 1 may be a culture apparatus connected to another apparatus such as an isolator, or may be configured as a system including an isolator.
  • the culture apparatus 1 is provided with heaters 26A to 26F for heating each of the six inner surfaces surrounding the culture space as a heating unit that is controlled to change repeatedly at a predetermined timing.
  • the arrangement is not limited to this.
  • the number of heaters may be at least two, and the arrangement of the heaters does not necessarily have to be divided into six planes for each plane.
  • the inner box 22 is divided into left and right or up and down to heat each area.
  • the structure provided with two heaters may be sufficient.
  • the heating unit that is controlled so as to repeatedly change at a predetermined timing may be provided so as to divide a plurality of inner surfaces surrounding the culture space into at least two regions and heat each region.
  • the present invention has been described with reference to each of the above-described embodiments, but the present invention is not limited to the above-described embodiments, and those in which the configurations of the embodiments are appropriately combined or replaced. Are also included in the present invention.
  • the described embodiments can also be included in the scope of the present invention.
  • SYMBOLS 1 culture apparatus 2 heat insulation box main body, 2A opening, 2B gasket, 3 transparent door, 4 incubator, 5 shelf, 6A small door, 7 heat insulation door, 8 gasket, 11 duct, 12 inlet, 13 outlet, 14 circulation Air blower, 15 humidifying tray, 17 gas supply means, 19 machine room, 21 outer box, 22 inner box, 24 heat insulating material, 26A, 26B, 26C, 26D, 26E, 26F heater, 28 power supply unit, 30 control unit.
  • the present invention can be used for a culture apparatus.

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Abstract

 培養装置は、複数の内面に囲まれた培養空間を有する断熱箱と、培養空間を加湿する加湿部と、複数の内面のうち第1の内面を、供給される電力によって加熱する第1の加熱部と、第1の内面と異なる第2の内面を、供給される電力によって加熱する第2の加熱部と、第1の加熱部および第2の加熱部のそれぞれに供給する電力の大きさを制御する制御部と、を備える。制御部は、第1の加熱部に供給する電力の大きさを第1のタイミングで繰り返し変化させるとともに、第2の加熱部に供給する電力の大きさを、第1のタイミングと異なる第2のタイミングで繰り返し変化させる。

Description

培養装置
 本発明は、培養装置に関するものである。
 従来、細胞や微生物等の培養物を培養器内で培養する培養装置(インキュベータ)が知られている。この培養装置は、加湿皿が載置される培養器内を加熱するためのヒータを備えており、例えば、このヒータを制御して培養器内を所定温度(例えば、37℃)に維持するとともに、培養器内をこの所定温度に応じた所定湿度(例えば、95%RH)に維持するようになっている。
 また、例えば、底面に形成された凹部に貯留された水を加熱するための発熱体と、この凹部以外の培養器内を加熱するための発熱体と、断熱箱本体に開閉自在に取り付けられる断熱扉に取り付けられる発熱体とを備え、これら3種類の発熱体に供給される電力を制御して凹部の水の温度を培養器内の温度よりも低めに維持することによって、培養器内の過飽和分の水を凹部に戻して、結露を抑制する培養装置が開示されている(特許文献1参照)。この培養装置は、培養器内の温度を検出するための温度検出装置を備えており、この温度検出装置の検出結果に基づいて、前述の複数の発熱体をそれぞれ個別に制御できるように構成されている。
特開平5-227942号公報
 しかしながら、培養器内の温度は必ずしも均一ではない。そのため、温度検出装置付近の温度が所望の値を示している場合であっても、培養器内の一部の領域の温度が周囲よりも相対的に低下している状況もあり得る。そして、周囲よりも相対的に温度が低下した領域の壁面には結露が発生するおそれがある。結露が生じた場合、この結露した水に雑菌が発生して、培養物に悪影響を及ぼすという問題が生じる。
 本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、培養装置における結露の発生を抑制する新たな技術を提供することである。
 上記課題を解決するために、本発明のある態様の培養装置は、複数の内面に囲まれた培養空間を有する断熱箱と、培養空間を加湿する加湿部と、複数の内面のうち第1の内面を、供給される電力によって加熱する第1の加熱部と、第1の内面と異なる第2の内面を、供給される電力によって加熱する第2の加熱部と、第1の加熱部および第2の加熱部のそれぞれに供給する電力の大きさを制御する制御部と、を備える。制御部は、第1の加熱部に供給する電力の大きさを第1のタイミングで繰り返し変化させるとともに、第2の加熱部に供給する電力の大きさを、第1のタイミングと異なる第2のタイミングで繰り返し変化させる。
 本発明によれば、培養装置における結露の発生を抑制できる。
実施の形態に係る培養装置の概略構成を示す斜視図である。 実施の形態に係る培養装置の断面図である。 培養装置における加熱部を説明するための模式図である。 加熱部を制御する制御部の構成を示すブロック図である。 第1の実施の形態に係る各加熱部における供給電力の大きさの変化を示すタイミングチャートである。 第2の実施の形態に係る各加熱部における供給電力の大きさの変化を示すタイミングチャートである。 第3の実施の形態に係る各加熱部における供給電力の大きさの変化を示すタイミングチャートである。 第4の実施の形態に係る各加熱部における供給電力の大きさの変化を示すタイミングチャートである。 第5の実施の形態に係る各加熱部における供給電力の大きさの変化を示すタイミングチャートである。
 以下、本発明を好適な実施の形態をもとに図面を参照しながら説明する。各図面に示される同一または同等の構成要素、部材、処理には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。また、実施の形態は、発明を限定するものではなく例示であって、実施の形態に記述されるすべての特徴やその組合せは、必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。
 [第1の実施の形態]
 (培養装置の概略構成)
 図1は、実施の形態に係る培養装置の概略構成を示す斜視図である。図1では、培養装置の断熱扉を開いた状態を示している。図2は、実施の形態に係る培養装置の断面図である。
 培養装置1は、図1および図2に示すように、左開き式の扉(詳しくは外扉と内扉)及び観音開き式の小扉を備える。また、培養装置1は、前面に開口2Aを有する断熱箱本体2と、この開口2Aを開閉自在に閉塞する内扉としての透明扉3とで囲まれる空間により培養器4を形成している。この透明扉3は、その左側をヒンジにより断熱箱本体2に開閉自在に保持されており、培養器4の間口部分に設けられたシール部材としてのガスケット2Bによって気密的に開口2Aを閉塞している。
 培養器4の内部は、複数の棚5により上下に(ここでは4枚の棚で5つに)区画されている。なお、培養装置1は、例えば、COインキュベータとして用いる場合、COの濃度を5%程度に設定・維持するケースが多く、COの濃度制御のために扉の閉塞後にCOガスを培養器4内に供給するようにしている。このため、透明扉3を開放しても複数に区画された培養器4全体に外気が進入しないように、透明扉3よりも器内側に、観音開き式の小扉6A,6Bを各区画に対応して複数(ここでは5対)設けている。断熱扉7は、断熱箱本体2にヒンジによって開閉自在に支持され、培養器4の開口2Aからの熱進入を防止する外扉として機能し、その裏面周囲に磁石入りのガスケット8が設けられている。
 培養器4は、その背面及び底面に、それぞれ気体通路Kを形成するための間隔を有して、背面ダクト11A及び底面ダクト11Bからなるダクト11が配置されている。また、培養器4は、背面ダクト11Aの上部に形成した吸込口12から培養器4内の気体を吸い込み、底面ダクト11Bの前部及び側面に設けた吹出口13から培養器4内に吹き出す気体の強制循環を行う。ダクト11内(図2の上部)には、この気体の強制循環のために循環用送風機14が配置されている。循環用送風機14は、ファンとモータと軸とで構成されており、モータは後述する培養器4の外側背面の機械室19に配置され、軸はこの機械室19のモータから断熱箱本体2の背面を貫通して気体通路Kまで延びてファンに接続されている。
 培養器4の底面で且つダクト11内には、加湿用の水(即ち加湿水)16を貯溜する加湿皿15が配置され、金属例えばステンレス製の内箱22の底面外側に配置されたヒータにより加熱されて水を蒸発させる。なお、加湿皿15をダクト11内で且つ培養器4の底部に配置することにより、循環用送風機14及びダクト11にて形成される培養器4への気体通路Kから加湿された気体を効率よく吹き出すことが可能となる。
 断熱箱本体2の外箱21の背面には、循環用送風機14の駆動手段たるモータや、培養器4にCOガスを供給するためのガス供給手段17、及び図示しない制御基板等の電装部品を配置するための機械室19が形成される。
 ガス供給手段17は、ガス供給管17Aと、開閉弁17Bと、フィルタ17C等で構成され、ガス供給管17Aの先端部分は、気体通路Kに臨むようになっている。培養器4のガス濃度を制御するためにガス供給管17Aから供給されるCOガスを噴射させることができる。
 断熱箱本体2は、金属製の外箱21と、ステンレス製の内箱22と、外箱21と内箱22の間で外箱21の内側に配置される断熱材24と、前記断熱材24よりも内側に配置される空気層(所謂エアージャケット)25とを備える。培養器4を形成する内箱22の左右両側面、底面、天面及び背面には、培養器を加熱するための加熱部としてのヒータ(後述する)が配置されている。また、培養器4の開口2Aを覆う透明扉3や断熱扉7にヒータを設けてもよい。
 (加熱部の構成)
 図3は、培養装置における加熱部を説明するための模式図である。なお、説明に不要な部材については図示を適宜省略している。上述の培養装置1における培養器4は、6つの内面で囲まれた直方体の培養空間を有する。そして、培養装置1は、6つの内面のそれぞれを加熱する加熱部として、6つのヒータ26A~26Fが設けられている。
 ヒータ26Aは、断熱扉7の内面の外表面に貼付されて設けられている。ヒータ26Bは、断熱箱本体2の天板の外表面に貼付されて設けられている。ヒータ26Cは、断熱箱本体2の右側面の外表面に貼付されて設けられている。ヒータ26Dは、断熱箱本体2の底面の外表面に貼付されて設けられている。ヒータ26Eは、左側面の外表面に貼付されて設けられている。ヒータ26Fは、断熱箱本体2の背面の外表面に貼付されて設けられている。
 図4は、加熱部を制御する制御部の構成を示すブロック図である。図5は、第1の実施の形態に係る各加熱部における供給電力の大きさの変化を示すタイミングチャートである。
 第1の実施の形態に培養装置1は、複数の内面に囲まれた培養空間としての培養器4を有する断熱箱本体2と、培養器4内部を加湿する加湿部としての加湿皿15と、培養器4の複数の内面のそれぞれを、供給される電力によって加熱するヒータ26A~26Fと、電力を供給する電源部28と、各ヒータに供給する電力の大きさを制御する制御部30と、を備える。
 制御部30は、ヒータ26Aに供給する電力の大きさをタイミングt1で繰り返し(周期T)で変化させ、ヒータ26Bに供給する電力の大きさをタイミングt2で繰り返し(周期T)で変化させ、ヒータ26Cに供給する電力の大きさをタイミングt3で繰り返し(周期T)で変化させ、ヒータ26Dに供給する電力の大きさをタイミングt4で繰り返し(周期T)で変化させ、ヒータ26Eに供給する電力の大きさをタイミングt5で繰り返し(周期T)で変化させ、ヒータ26Fに供給する電力の大きさをタイミングt6で繰り返し(周期T)で変化させる。
 ここで、タイミングt1~t6は、それぞれ異なるタイミングである。また、電力変化の繰り返しの周期Tは、全ヒータで同じでなくてもよい。例えば、一部のヒータの周期T’を他のヒータの周期Tと異ならせてもよい。また、同じヒータにおいて周期Tが常に同じでなくてもよい。例えば、周期T1で電力を変化させた後、周期T2(T2≠T1で電力を変化させ、再度周期T1で電力を変化させてもよい。
 第1の実施の形態において、電力の大きさを変化させるとは、電力を供給していない状態(OFF)と、所定の値の電力を供給した状態(ON)との間で変化させる場合をいうが、必ずしもこのような変化に限られない。例えば、第1の量(0より大きい値)で電力が供給されている状態と、第1の量より多い第2の量で電力が供給されている状態との間で変化させる場合であってもよい。
 センサ等の検出によって培養器4のある領域の温湿度が所望の範囲に含まれる値を示し、各ヒータ26A~26Fに供給される電力が安定していたとしても、培養器4を形成する複数の内面の温度が完全に均一になっているとは限らない。そのため、複数の内面のうち相対的に温度の低い箇所が特定の領域に長時間発生すると、その領域に結露が発生する要因となる。そこで、本実施の形態に係る培養装置1は、培養空間を形成する培養器4の複数の内面において、各ヒータによる加熱状態をタイミングをずらして繰り返し変化させることができるため、相対的に温度の低い箇所が特定の領域に長時間連続して発生することを抑制できる。その結果、結露の発生が抑制される。
 [第2の実施の形態]
 図6は、第2の実施の形態に係る各加熱部における供給電力の大きさの変化を示すタイミングチャートである。
 第2の実施の形態に係る制御部30は、ヒータ26Aおよびヒータ26Fに供給する電力の大きさをタイミングt1で繰り返し(周期T)で変化させ、ヒータ26Bおよびヒータ26Dに供給する電力の大きさをタイミングt2で繰り返し(周期T)で変化させ、ヒータ26Cおよびヒータ26Eに供給する電力の大きさをタイミングt3で繰り返し(周期T)で変化させる。なお、同じタイミングで供給電力の大きさを繰り返し変化させる複数のヒータを1つのヒータで構成してもよい。例えば、ヒータ26Bおよびヒータ26D、又は、ヒータ26Cおよびヒータ26E、を1つのヒータで構成してもよい。
 [第3の実施の形態]
 図7は、第3の実施の形態に係る各加熱部における供給電力の大きさの変化を示すタイミングチャートである。
 第3の実施の形態に係る制御部30は、ヒータ26A、ヒータ26Dおよびヒータ26Fに供給する電力の大きさをタイミングt1で繰り返し(周期T)で変化させ、ヒータ26B、ヒータ26Cおよびヒータ26Dに供給する電力の大きさをタイミングt2で繰り返し(周期T)で変化させる。なお、同じタイミングで供給電力の大きさを繰り返し変化させる複数のヒータを1つのヒータで構成してもよい。例えば、ヒータ26Dおよびヒータ26F、又は、ヒータ26B、ヒータ26Cおよびヒータ26D、を1つのヒータで構成してもよい。
 [第4の実施の形態]
 図8は、第4の実施の形態に係る各加熱部における供給電力の大きさの変化を示すタイミングチャートである。
 図2に示すように、培養器4の底面の近傍には加湿皿15が配置されている。そこで、第4の実施の形態に係る制御部30は、ヒータ26Aに供給する電力の大きさをタイミングt1で繰り返し(周期T)で変化させ、ヒータ26Bに供給する電力の大きさをタイミングt2で繰り返し(周期T)で変化させ、ヒータ26Cに供給する電力の大きさをタイミングt3で繰り返し(周期T)で変化させ、ヒータ26Dに供給する電力の大きさをタイミングt41~t43で繰り返し(周期T)で変化させ、ヒータ26Eに供給する電力の大きさをタイミングt5で繰り返し(周期T)で変化させ、ヒータ26Fに供給する電力の大きさをタイミングt6で繰り返し(周期T)で変化させる。
 つまり、制御部は、ヒータ26Dに供給する単位時間あたりの電力が、その他のヒータに供給する単位時間あたりの電力よりも多くなるように制御している。これにより、加湿皿15での水の気化による熱の消費や、自然の温度勾配によって温度低下が生じやすい底面を他の内面よりも加熱することで、底面近傍での結露を防止できる。
 [第5の実施の形態]
 図9は、第5の実施の形態に係る各加熱部における供給電力の大きさの変化を示すタイミングチャートである。
 第5の実施の形態に係る制御部30は、ヒータ26Bに供給する単位時間あたりの電力が、他のヒータに供給する単位時間あたりの電力よりも少なくなるように制御している。これにより、温度が高くなりがちな天板近傍の加熱を抑制し、培養空間の温度をより均一にできる。
 上述の培養装置を換言すると、以下のように表現することもできる。つまり、培養装置1は、複数の内面に囲まれた培養器4を有する断熱箱本体2と、培養器4を加湿する加湿皿15と、複数の内面を加熱する複数のヒータ26A~26Fと、複数のヒータ26A~26Fのそれぞれに供給する電力の大きさを制御する制御部30と、を備える。制御部30は、複数の内面における温度分布を所定のタイミングで繰り返し変化させるように複数のヒータ26A~26Fのそれぞれに供給する電力を制御する。
 つまり、上述の各実施の形態に係る培養装置1は、培養器4を形成する複数の内面における温度分布を所定のタイミングで繰り返し変化させるようにすることで、相対的に温度の低い箇所が特定の領域に長時間連続して発生することを抑制できる。その結果、結露の発生が抑制される。
 なお、培養装置1はアイソレータ等の他の装置に接続される培養装置であってよいし、アイソレータを備えたシステムとして構成してもよい。また、培養装置1は、所定のタイミングで繰り返し変化するように制御される加熱部として、培養空間を囲む6つの内面のそれぞれを加熱するヒータ26A~26Fが設けられているが、ヒータの数量又は配置はこれに限られない。ヒータの数量は少なくとも2つあればよく、ヒータの配置は必ずしも6面を平面ごとに区分される必要もないため、例えば、内箱22を左右又は上下に区分して、それぞれの領域を加熱するヒータが2つ設けられる構成であってもよい。また、内箱22のコーナーを含む領域ごとに区分してもよい。このように、所定のタイミングで繰り返し変化するように制御される加熱部は、培養空間を囲む複数の内面を少なくとも2つの領域に区分し、それぞれの領域を加熱するように設ければよい。
 以上、本発明を上述の各実施の形態を参照して説明したが、本発明は上述の実施の形態に限定されるものではなく、実施の形態の構成を適宜組み合わせたものや置換したものについても本発明に含まれるものである。また、当業者の知識に基づいて実施の形態における組合せや処理の順番を適宜組み替えることや各種の設計変更等の変形を実施の形態に対して加えることも可能であり、そのような変形が加えられた実施の形態も本発明の範囲に含まれうる。
 1 培養装置、 2 断熱箱本体、 2A 開口、 2B ガスケット、 3 透明扉、 4 培養器、 5 棚、 6A 小扉、 7 断熱扉、 8 ガスケット、 11 ダクト、 12 吸込口、 13 吹出口、 14 循環用送風機、 15 加湿皿、 17 ガス供給手段、 19 機械室、 21 外箱、 22 内箱、 24 断熱材、 26A,26B,26C,26D,26E,26F ヒータ、 28 電源部、 30 制御部。
 本発明は、培養装置に利用可能である。

Claims (16)

  1.  複数の内面に囲まれた培養空間を有する断熱箱と、
     培養空間を加湿する加湿部と、
     前記複数の内面のうち第1の内面を、供給される電力によって加熱する第1の加熱部と、
     前記第1の内面と異なる第2の内面を、供給される電力によって加熱する第2の加熱部と、
     前記第1の加熱部および前記第2の加熱部のそれぞれに供給する電力の大きさを制御する制御部と、を備え、
     前記制御部は、
     前記第1の加熱部に供給する電力の大きさを第1のタイミングで繰り返し変化させるとともに、
     前記第2の加熱部に供給する電力の大きさを、前記第1のタイミングと異なる第2のタイミングで繰り返し変化させる、
     ことを特徴とする培養装置。
  2.  前記第1の内面は培養空間の底面を構成し、
     前記加湿部は、前記底面の近傍に設けられており、
     前記制御部は、前記第1の加熱部に供給する単位時間あたりの電力が、前記第2の加熱部に供給する単位時間あたりの電力よりも多くなるように制御することを特徴とする請求項1に記載の培養装置。
  3.  前記第1の内面は培養空間の天板を構成し、
     前記制御部は、前記第1の加熱部に供給する単位時間あたりの電力が、前記第2の加熱部に供給する単位時間あたりの電力よりも少なくなるように制御することを特徴とする請求項1に記載の培養装置。
  4.  前記複数の内面のうち前記第1及び第2の内面と異なる第3の内面を、供給される電力によって加熱する第3の加熱部をさらに備え、
     前記制御部は、前記第3の加熱部に供給する電力の大きさをさらに制御し、かつ、
     前記第3の加熱部に供給する電力の大きさを、前記第1及び第2のタイミングと異なる第3のタイミングで繰り返し変化させる、
     ことを特徴とする請求項1に記載の培養装置。
  5.  前記第1の内面は培養空間の底面を構成し、
     前記加湿部は、前記底面の近傍に設けられており、
     前記制御部は、前記第1の加熱部に供給する単位時間あたりの電力が、前記第2及び第3の加熱部に供給する単位時間あたりの電力よりも多くなるように制御することを特徴とする請求項4に記載の培養装置。
  6.  前記第1の内面は培養空間の天板を構成し、
     前記制御部は、前記第1の加熱部に供給する単位時間あたりの電力が、前記第2及び第3の加熱部に供給する単位時間あたりの電力よりも少なくなるように制御することを特徴とする請求項4に記載の培養装置。
  7.  前記複数の内面のうち前記第1乃至第3の内面と異なる第4の内面を、供給される電力によって加熱する第4の加熱部をさらに備え、
     前記制御部は、前記第4の加熱部に供給する電力の大きさをさらに制御し、かつ、
     前記第4の加熱部に供給する電力の大きさを、前記第1乃至第3のタイミングと異なる第4のタイミングで繰り返し変化させる、
     ことを特徴とする請求項4に記載の培養装置。
  8.  前記第1の内面は培養空間の底面を構成し、
     前記加湿部は、前記底面の近傍に設けられており、
     前記制御部は、前記第1の加熱部に供給する単位時間あたりの電力が、前記第2乃至第4の加熱部に供給する単位時間あたりの電力よりも多くなるように制御することを特徴とする請求項7に記載の培養装置。
  9.  前記第1の内面は培養空間の天板を構成し、
     前記制御部は、前記第1の加熱部に供給する単位時間あたりの電力が、前記第2乃至第4の加熱部に供給する単位時間あたりの電力よりも少なくなるように制御することを特徴とする請求項7に記載の培養装置。
  10.  前記複数の内面のうち前記第1乃至第4の内面と異なる第5の内面を、供給される電力によって加熱する第5の加熱部をさらに備え、
     前記制御部は、前記第5の加熱部に供給する電力の大きさをさらに制御し、かつ、
     前記第5の加熱部に供給する電力の大きさを、前記第1乃至第4のタイミングと異なる第5のタイミングで繰り返し変化させる、
     ことを特徴とする請求項7に記載の培養装置。
  11.  前記第1の内面は培養空間の底面を構成し、
     前記加湿部は、前記底面の近傍に設けられており、
     前記制御部は、前記第1の加熱部に供給する単位時間あたりの電力が、前記第2乃至第5の加熱部に供給する単位時間あたりの電力よりも多くなるように制御することを特徴とする請求項10に記載の培養装置。
  12.  前記第1の内面は培養空間の天板を構成し、
     前記制御部は、前記第1の加熱部に供給する単位時間あたりの電力が、前記第2乃至第5の加熱部に供給する単位時間あたりの電力よりも少なくなるように制御することを特徴とする請求項10に記載の培養装置。
  13.  前記複数の内面のうち前記第1乃至第5の内面と異なる第6の内面を、供給される電力によって加熱する第6の加熱部をさらに備え、
     前記制御部は、前記第6の加熱部に供給する電力の大きさをさらに制御し、かつ、
     前記第6の加熱部に供給する電力の大きさを、前記第1乃至第5のタイミングと異なる第6のタイミングで繰り返し変化させる、
     ことを特徴とする請求項10に記載の培養装置。
  14.  前記第1の内面は培養空間の底面を構成し、
     前記加湿部は、前記底面の近傍に設けられており、
     前記制御部は、前記第1の加熱部に供給する単位時間あたりの電力が、前記第2乃至第6の加熱部に供給する単位時間あたりの電力よりも多くなるように制御することを特徴とする請求項13に記載の培養装置。
  15.  前記第1の内面は培養空間の天板を構成し、
     前記制御部は、前記第1の加熱部に供給する単位時間あたりの電力が、前記第2乃至第6の加熱部に供給する単位時間あたりの電力よりも少なくなるように制御することを特徴とする請求項13に記載の培養装置。
  16.  複数の内面に囲まれた培養空間を有する断熱箱と、
     培養空間を加湿する加湿部と、
     前記複数の内面を加熱する複数の加熱部と、
     前記複数の加熱部のそれぞれに供給する電力の大きさを制御する制御部と、を備え、
     前記制御部は、前記複数の内面における温度分布を所定のタイミングで繰り返し変化させるように前記複数の加熱部のそれぞれに供給する電力を制御する、
     ことを特徴とする培養装置。
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