WO2022130715A1 - 低温保管システム - Google Patents

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WO2022130715A1
WO2022130715A1 PCT/JP2021/033893 JP2021033893W WO2022130715A1 WO 2022130715 A1 WO2022130715 A1 WO 2022130715A1 JP 2021033893 W JP2021033893 W JP 2021033893W WO 2022130715 A1 WO2022130715 A1 WO 2022130715A1
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front chamber
dry air
dew point
low
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PCT/JP2021/033893
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浩一 石川
Original Assignee
株式会社椿本チエイン
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    • F25D2317/041—Treating air flowing to refrigeration compartments by purification
    • F25D2317/0411—Treating air flowing to refrigeration compartments by purification by dehumidification

Definitions

  • the present invention relates to a cold storage system for storing a container containing a sample at a low temperature, and particularly for storing a drug discovery sample used in a process of discovering or designing a drug in medicine, biotechnology and pharmacy at an extremely low temperature.
  • a cold storage system for storing a container containing a sample at a low temperature, and particularly for storing a drug discovery sample used in a process of discovering or designing a drug in medicine, biotechnology and pharmacy at an extremely low temperature.
  • a rack containing multiple tubes infused with drug discovery samples traditionally used in the process of drug discovery and design in medicine, biotechnology and pharmacy is housed in a cold vault maintained in a stable environment at cryogenic temperatures.
  • Cold storage systems for storage are known. In such a low-temperature storage system, loading and unloading of racks into and out of the low-temperature hangar and picking of tubes (transfer between racks) in the low-temperature hangar are performed by dedicated mechanisms.
  • the humidity (moisture) of the external environmental atmosphere may be affected by the external environment such as infiltration into the low temperature hangar, and problems such as temperature rise and frost adhesion may occur.
  • the front room area communicating with the low temperature hangar is made into a dry environment atmosphere.
  • Patent Document 1 describes that the inside of the outer cover as the front chamber area that is isolated from the external environment and accommodates the low temperature hangar and the loading / unloading mechanism is used as a dehumidifying space with dry air or nitrogen gas.
  • Patent Document 2 a front room functioning as a pre-cooling room for pre-cooling the storage object is provided between the receiving room functioning as a spare room for receiving the storage object in advance and the storage room capable of storing the storage object. It is described that the front room as a room area is controlled to a low temperature atmosphere and dehumidified dry air is supplied to the front room.
  • the anterior chamber area is a low dew point environment as close as possible to the environment inside the low temperature hangar.
  • a large and high-spec dry air generator that can stably obtain a large flow rate of low dew point dry air is required.
  • various devices such as a shutter drive mechanism that closes the opening that connects the inside of the low temperature hangar and the anterior chamber area and a loading / unloading mechanism for the low temperature hangar to be stored in the vicinity of the low temperature hangar. Therefore, the anterior chamber area is inevitably large.
  • the present invention has been made based on the above circumstances, and it is necessary to surely suppress the infiltration of moisture in the external environment into the low temperature hangar without increasing the size and complexity of the system configuration.
  • the purpose is to provide a low temperature storage system that can be used.
  • the present invention is a low-temperature storage system having a low-temperature storage for storing a storage target in a low-temperature environment and a carry-in / carry-out mechanism for carrying in and out of the low-temperature storage of the storage target, wherein the carry-in / carry-out mechanism is described above.
  • the warehousing / delivery preparation room is provided with an external environment attached to the low temperature vault and isolated from the low temperature vault, and the warehousing / delivery preparation room is a first front room in which the internal space is managed so that the dew point D1 is lower than that of the external environment.
  • the first anterior chamber is arranged between the first front chamber and the low temperature storage, and the internal space is managed to be a dew point D2 between the dew point D1 in the first front chamber and the dew point D0 in the low temperature storage.
  • a first gas supply line having two anterior chambers and supplying dry air for purging with a dew point D1 to the first anterior chamber and a second gas supply line for supplying dry air with a dew point D1 to the first anterior chamber.
  • the dry air common to the third gas supply line that supplies the dry air at the dew point D2 to the second front chamber, the first gas supply line, the second gas supply line, and the third gas supply line.
  • the low temperature storage system there is an internal space between the first front room whose internal space is controlled by the dew point D1 lower than the external environment and the low temperature storage controlled by the low temperature environment of the dew point D0.
  • the difference between the dew points of the environmental atmosphere in the two spaces that are communicated with each other during the warehousing / delivery operation becomes small, and the temperature is low. Moisture that infiltrates into the vault can be suppressed. Further, by suppressing the moisture entering the low temperature hangar, it is possible to prolong the interval for performing the defrosting work required in the low temperature storage system.
  • the environment only in the warehousing / delivery preparation room attached to the low temperature storage can be set as the low dew point environment, it is possible to create the desired environmental atmosphere in a relatively short time, and the storage target is higher than the low temperature storage.
  • the exposure time exposed to the environmental atmosphere of temperature can be reduced.
  • the dry air at the dew point D1, the dry air for purging at the dew point D1, and the dry air at the dew point D2, which are required for the warehousing / delivery operation can be supplied by one dry air generator, which makes the system configuration larger and more complicated. It is possible to avoid the change.
  • the warehousing / delivery preparation room is provided so that the first anteroom is located in an external environment and the second anteroom is located in the low temperature hangar. Since the influence of the external environment on the environment of the first front room and the influence of the external environment on the environment of the second front room are reduced, each space of the first front room and the second front room can be easily set to the desired environmental atmosphere. It is possible to adjust to.
  • the second front chamber is provided with a freezing fin for adhering the moisture in the environmental atmosphere of the second front chamber as frost, so that the second front chamber is provided with a low temperature hangar. It can be managed in a near low dew point environment.
  • the second gas supply line is provided with an air tank for temporarily storing the dry air supplied from the dry air generator, so that the dry air generator itself is supplied with a large flow rate of dry air. It is not necessary to make it possible, and it is possible to adjust the first front room to the desired environmental atmosphere in a short time.
  • a cooling unit for cooling the dry air supplied from the dry air generator is arranged in the low temperature hangar, so that the inside of the low temperature hangar is provided. The dry air can be cooled by using the cold air, and the thermal load on the cooling unit can be reduced.
  • the first anterior chamber side shutter and the second anterior chamber side shutter are configured to be movable in one direction together with the mounting stage, the linear motion in one direction is described. Since it is possible to transfer the storage target and open / close the shutter, it is possible to avoid the increase in size and complexity of the system configuration. As a result, troubles can be reduced and maintainability can be improved.
  • the shutter opening / closing operation is performed in accordance with the transfer operation of the storage target.
  • the mechanism to be performed can be realized with a simple structure.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing the configuration of the AA line cross section in FIG. 3 when the low temperature storage system of the present invention is in a standby state. It is a perspective view which shows the structure of the elevating body in the carry-in / carry-out mechanism shown in FIG.
  • FIG. 2 It is a perspective view which showed the structure of the 1st front chamber side shutter in the carry-in / carry-out mechanism shown in FIG. 2 and was seen from the lower surface side. It is a perspective view which showed the structure of the warehousing / delivery shutter in the loading / unloading mechanism shown in FIG. 2, seen from the upper surface side. It is a perspective view which shows one configuration example of a cooling fin. It is an operation flow diagram for demonstrating the warehousing operation with respect to the low temperature hangar of the storage target in the low temperature storage system of this invention.
  • a storage rack for holding a plurality of tubes is set as the storage target W, and as shown in FIG. 1, the storage target W is stored in a low temperature environment. Dry air is supplied to the space as the front room area located between the external environment and the low-temperature storage 101, the low-temperature storage 101 to be stored in, the carry-in / carry-out mechanism 110 for carrying in and out of the low-temperature storage 101 of the storage target W, and the low-temperature storage 101.
  • a dry air supply mechanism 180 for adjusting the environmental atmosphere is provided, and the whole is housed in an outer cover (not shown).
  • the area surrounded by the alternate long and short dash line in FIG. 1 is the picking area PA in which the tube transfer work between the storage rack and the transport rack is performed.
  • the loading / unloading mechanism 110 has a housing 111 attached to the upper wall of the low temperature hangar 101 and a loading / unloading lifter 120 that vertically transfers the storage target W inside the housing 111.
  • a three-dimensional Cartesian coordinate system with the vertical direction (vertical direction) as the Z axis is set, and the direction perpendicular to the paper surface of FIG. 3 in the horizontal plane is defined as the X axis, and the left-right direction is defined as the Y axis.
  • the housing 111 defines an entry / exit preparation chamber C as an anterior chamber area located between the external environment and the low temperature hangar 101, and has an entry / exit opening 114 that opens downward. It is provided so as to protrude into the low temperature hangar 101.
  • the internal space of the housing 111 is vertically partitioned by a partition wall 112 extending along the XY plane, and the upper space located outside the low temperature hangar 101 is used as the first front chamber C1.
  • the lower space configured and located in the low temperature hangar 101 is configured as the second anterior chamber C2.
  • the partition wall 112 is configured so that an elevating body 130 provided with a rack mounting stage 143 can be inserted, and a communication opening 113 for communicating the first front chamber C1 and the second front chamber C2 with each other is formed.
  • the second front chamber C2 is provided with an entry / exit shutter 160 that closes the entry / exit opening 114 so as to be openable / closable from the low temperature hangar 111 side.
  • the carry-in / carry-out outlet 115 for the warehousing / delivery preparation chamber C is formed so as to open in the X-axis direction, and the carry-in / carry-out outlet 115 can be opened and closed.
  • the carry-in / carry-out door 116 is provided so as to close the door.
  • the loading / unloading door 116 is maintained in a closed state by the electromagnetic lock mechanism 117 during the loading / unloading operation of the storage target W with respect to the low temperature hangar 101, and the storage target W is locked by the electromagnetic lock mechanism 117 at the time of loading / unloading with the loading / unloading preparation room C. Is released and the opening and closing operation is allowed.
  • the warehousing / delivery lifter 120 includes a drive mechanism 121, an elevating body 130, a first front chamber side shutter 150, and a second front chamber side shutter 145.
  • the drive mechanism 121 is composed of, for example, a linear actuator, a guide rail 122 fixed to the upper wall of the housing 111 and extending in the vertical direction, and a movable body provided so as to be movable in the vertical direction along the guide rail 122.
  • the 123, a pair of elevating guide plates 124, 124 fixed to the movable body 123 and extending in the vertical direction facing each other at intervals in the X-axis direction, and a drive source 125 are provided.
  • the elevating guide plate 124 is airtightly inserted into an insertion hole formed in the upper wall of the housing 111 so that the lower end protrudes into the warehousing / delivery preparation chamber C, and is slidably provided with respect to the housing 111. There is.
  • the elevating body 130 stands at the four corners of the upper base plate 132 and the lower base plate 135, which are arranged facing each other at intervals in the vertical direction and extend along the XY plane, respectively.
  • the base frame 131 is provided with a support shaft 136 that is fixed and connects the upper base plate 132 and the lower base plate 135.
  • a pair of positioning pin members 133 and 133 are provided at positions separated in the Y-axis direction in the central portion in the X-axis direction, and a hook member 134 is provided between the positioning pin members 133 and 133. Is provided.
  • a pair of slide rails 140, 140 extending in the X-axis direction in parallel with each other are provided on the upper surface of the lower base plate 135 at intervals in the Y-axis direction.
  • a flat plate-shaped manual table 141 to which the handle 142 is fixed is provided so as to be slidable in the X-axis direction with respect to the slide rail 140.
  • a rack mounting stage 143 is fixed in a state of being spaced in the vertical direction.
  • a rack guide 144 for holding the storage target W is fixed to the upper surface of the rack mounting stage 143.
  • the storage target W is set in the rack guide 144 by sliding the manual table 141 and pulling it out of the housing 111 via the carry-in / carry-out outlet 115 of the housing 111. Will be done.
  • the lower ends of the elevating guide plates 124 are fixed at positions on both sides in the X-axis direction with the positioning pin member 133 and the hook member 134 interposed therebetween. It is configured so that it can move forward and backward in the vertical direction as the elevating guide plate 124 moves.
  • a second front chamber side shutter 145 is integrally provided below the lower base plate 135, and the second front chamber side shutter 145 is configured to be movable in the vertical direction in conjunction with the movement of the elevating body 130. ing.
  • the second front chamber side shutter 145 closes the communication opening 113 so as to be openable and closable from the second front chamber C2 side, and is composed of a flat rectangular parallelepiped heat insulating body 146.
  • a hook member 147 is provided at the center of the lower surface of the heat insulating body 146, and a pair of positioning pin members 148 and 148 are provided at positions separated in the Y-axis direction with the hook member 147 interposed therebetween.
  • the first front chamber side shutter 150 closes the communication opening 113 that connects the first front chamber C1 and the second front chamber C2 so as to be openable and closable from the first front chamber C1 side, and is shown in FIG.
  • a first constant load spring 155 is provided on which the hook member 134 provided on the upper base plate 132 of the elevating body 130 is engaged and the elevating body 130 and the first front chamber side shutter 150 are attracted to each other. ing. Further, on the lower surface of the base member 151, the positioning pin member 133 provided on the upper base plate 132 of the elevating body 130 can be inserted at a position separated in the Y-axis direction with the first constant load spring 155 interposed therebetween. A pair of pin guide members 156, 156 are provided. The first constant load spring 155 and the pin guide member 156 are located in the space surrounded by the heat insulating body 153.
  • the elevating guide plate 124 is airtightly inserted into a through hole 157 formed so as to extend in the thickness direction in each of the base member 151 and the heat insulating body 152, and the first front chamber side shutter 150 Due to its own weight, the lid guide plate 154 is arranged so as to face the upper base plate 132 in the elevating body 130.
  • the first front chamber side shutter 150 is configured to be able to move forward and backward in the vertical direction in conjunction with the movement of the elevating body 130.
  • the warehousing / delivery shutter 160 includes a rectangular lid plate 161.
  • a second constant load spring 162 that draws the elevating body 130 and the warehousing / delivery shutter 160 to each other is provided on the upper surface of the lid plate 161.
  • a hook member 147 provided on the second front chamber side shutter 145 is engaged with the second constant load spring 162, whereby the warehousing / delivery shutter 160 moves in the vertical direction in conjunction with the movement of the elevating body 130. It is configured to be able to move forward and backward.
  • a pair of pin guide members 163 and 163 configured so that a positioning pin member 148 provided on the second front chamber side shutter 145 can be inserted sandwiches the second constant load spring 162. It is arranged at a position separated in the Y-axis direction.
  • the first front chamber side shutter 150, the second front chamber side shutter 145, and the warehousing / delivery shutter 160 are configured to be movable in the vertical direction in conjunction with the elevating body 130, so that the elevating body 130 can be moved in the vertical direction. It is possible to transfer the storage target W and open / close the shutter by the linear motion of the vertical direction. Therefore, it is possible to avoid the increase in size and complexity of the system configuration, and it is possible to reduce troubles and improve maintainability. Further, by providing a constant load spring for each of the first front chamber side shutter 150 and the warehousing / delivery shutter 160, a mechanism for opening and closing the shutter in conjunction with the transfer operation of the storage target W has a simple structure. It can be realized.
  • the internal space of the first front chamber C1 is managed so as to have an environmental atmosphere of the dew point D1 lower than the external environment
  • the internal space of the second front chamber C2 is the dew point in the first front chamber C1. It is managed so as to have an environmental atmosphere of the dew point D2 between D1 and the dew point D0 in the low temperature storage 101.
  • the environment only in the warehousing / delivery preparation room C attached to the low temperature storage 101 may be a low dew point environment, it is possible to create the desired environmental atmosphere in a relatively short time, and the storage target is at a low temperature. The effect of being able to reduce the exposure time exposed to an environmental atmosphere having a temperature higher than that of the environment of the vault 101 is achieved.
  • the temperature inside the freezing storage 101 is -80 ° C
  • the dew point D0 is -80 ° C
  • the temperature inside the anterior chamber C1 is controlled to a normal temperature and the dew point D1 is in the range of 0 to -20 ° C. Will be done.
  • the warehousing / delivery preparation chamber C is formed so that the first front chamber C1 is located outside the low temperature hangar 101 and the second front chamber C2 is located inside the low temperature hangar 101.
  • the influence of the external environment on the environment in the first anterior chamber C1 and the influence of the external environment on the environment in the second anterior chamber C2 are reduced. Can be easily adjusted to the desired environmental atmosphere.
  • a freezing fin 170 for adhering the moisture in the environmental atmosphere in the second front chamber C2 as frost is provided, whereby the second front chamber C2 is placed in the low temperature hangar 101. It can be managed in a low dew point environment closer to the environment.
  • the frozen fin 170 is configured by arranging a plurality of fin elements 171 side by side in the Y-axis direction. Each fin element 171 is formed so that a plurality of cooling plates perpendicular to the Y axis extend vertically facing each other at intervals in the Y axis direction.
  • the adjustment of the environmental atmosphere in the first front chamber C1 and the adjustment of the environmental atmosphere in the second front chamber C2 are performed by supplying dry air to the first front chamber C1 and the second front chamber C2.
  • the dry air supply mechanism 180 supplies the first gas supply line L1 for supplying dry air for purging at the dew point D1 to the first front chamber C1 and the dry air at the dew point D1 to the first front chamber C1.
  • L4 is provided with a dry air generator 181 common to the first gas supply line L1, the second gas supply line L2, the third gas supply line L3, and the fourth gas supply line L4.
  • the dry air at the dew point D1 is a dew point meter for detecting the dew point of the dry air supplied from the dry air generator 181.
  • the dry air at the dew point D1 the dry air for purging at the dew point D1
  • the dry air at the dew point D2 which are required for the warehousing / delivery operation, can be supplied by one (single) dry air generator 181. This avoids the increase in size and complexity of the system configuration.
  • Solenoid valves 183A, 183B, 183C, and 183D are provided in the first gas supply line L1, the second gas supply line L2, the third gas supply line L3, and the fourth gas supply line L4, respectively.
  • the dry air supply mode can be switched by controlling the open / closed state of each of the solenoid valves 183A, 183B, 183C, and 183D.
  • the first gas supply line L1 includes an air tank 185 for temporarily storing the dry air supplied from the dry air generator 181 so that the dry air generator 181 itself can be supplied with a large flow rate of dry air. It is possible to adjust the inside of the first anterior chamber C1 to the desired environmental atmosphere in a short time.
  • the first gas supply line L1 is provided with a pressure gauge 186 on the upstream side of the air tank 185 in the flow direction of the dry air, and the flow rate of the dry air stored in the air tank 185 is monitored. Note that 187 in FIG. 1 is a check valve.
  • the dry air for purging at the dew point D1 supplied by the first gas supply line L1 is for purging provided on the side wall (right side wall) facing the side wall on which the carry-in / carry-out port 115 is formed in the housing 111 in the X-axis direction. It is introduced into the first front chamber C1 via the dry air supply unit 118A. Further, the dry air at the dew point D2 supplied by the second gas supply line L2 is introduced into the second front chamber C2 via the dry air supply unit 119 provided on the right side wall defining the second front chamber C2. To.
  • the third gas supply line L3 includes a cooling unit 188 that cools the dry air supplied from the dry air generator 181 to generate the dry air at the dew point D2.
  • the cooling unit 188 is arranged in the low temperature hangar 101, whereby the dry air can be cooled by using the cold air in the low temperature hangar 101, and the thermal load of the cooling unit 188 can be reduced. It becomes.
  • the dry air at the dew point D1 supplied by the third gas supply line L3 is introduced into the first front chamber C1 via the dry air supply unit 118B provided alongside the dry air supply unit 118A for purging.
  • This low temperature storage system 100 is normally in a standby state (S100).
  • the elevating body 130 In the standby state, as shown in FIG. 4, the elevating body 130 is positioned in the standby position (POS3) below the position where the communication opening 113 of the partition wall 112 is closed by the second front chamber side shutter 145, and the dry air supply mode is performed.
  • POS3 standby position
  • the dry air supply mode Is controlled to a first dry air supply mode (Mode 1) for supplying dry air into the second front chamber C2 and the picking area PA.
  • the solenoid valve 183A and the solenoid valve 183B are closed, and the solenoid valve 183C and the solenoid valve 183D are opened.
  • the elevating body 130 When the storage target W is stored in the low temperature hangar 101, first, the elevating body 130 is driven on condition that the dry air at the dew point D1 is stored in the air tank 185 so that the pressure inside the air tank 185 becomes equal to or higher than the set pressure. It is moved upward by the mechanism 121 and moved from the standby position (POS3) to the hangar / delivery position (POS4) for loading / unloading the storage target W (S101).
  • the communication opening 113 In the state where the elevating body 130 is positioned at the warehousing / delivery position (POS4), as shown in FIG. 10, the communication opening 113 is closed from the second front chamber C2 side by the second front chamber side shutter 145, and the first The anterior chamber C1 is airtightly partitioned from the second anterior chamber C2.
  • the dry air supply mode is changed from the first dry air supply mode (Mode1) to the inside of the first front chamber C1. It is switched to the third dry air supply mode (Mode 3) for supplying the dry air at the dew point D1 (S102). That is, the solenoid valve 183B is changed from the closed state to the open state, and the solenoid valve 183C and the solenoid valve 183D are changed from the open state to the closed state. The solenoid valve 183A is maintained in the closed state.
  • the electromagnetic lock of the carry-in / carry-out door 116 is released (S103), and the storage target W is manually set on the rack mounting stage 143.
  • the loading / unloading door 116 is opened, the manual table 141 is pulled out to the outside of the loading / unloading preparation room C, and the storage target W is held by the rack guide 144.
  • the manual table 141 is returned to the warehousing / delivery preparation room C, and the loading / unloading door 116 is closed.
  • the carry-in / carry-out door 116 is locked by the electromagnetic lock mechanism 117, and the presence of the storage target W is detected by the rack presence sensor S2 to complete the setting of the storage target W (S104).
  • the dry air supply mode supplies the purging dry air at the dew point D1 stored in the air tank 185 from the third dry air supply mode (Mode 3) into the first front chamber C1.
  • the mode can be switched to the dry air supply mode (Mode 4) (S105). That is, the solenoid valve 183A is changed from the closed state to the open state, and the solenoid valve 183B is changed from the open state to the closed state.
  • the solenoid valve 183C and the solenoid valve 183D are maintained in a closed state.
  • the dry air supply mode changes from the fourth dry air supply mode (Mode 4) to the dew point. It is possible to switch to the second dry air supply mode (Mode2) in which the dry air of D2 is supplied into the second front chamber C2 (S106). That is, the solenoid valve 183C is changed from the closed state to the open state, and the solenoid valve 183A is changed from the open state to the closed state. The solenoid valve 183B and the solenoid valve 183D are maintained in a closed state.
  • the elevating body 130 is moved downward by the drive mechanism 121 to move from the warehousing / delivery position (POS4) in the first front chamber C1 to the defrosting position (POS2) in the second front chamber C2 (S107).
  • the communication opening 113 is moved to the first front by the first front chamber side shutter 150 in conjunction with the movement of the elevating body 130. It is closed from the chamber C1 side.
  • the moisture that has entered the second front chamber C2 is attached to the cooling fin 170 as frost.
  • the dry air supply mode is switched from the second dry air supply mode (Mode 2) to the third dry air supply mode (Mode 3) (S108). That is, the solenoid valve 183B is changed from the closed state to the open state, and the solenoid valve 183C is changed from the open state to the closed state.
  • the solenoid valve 183A and the solenoid valve 183D are maintained in a closed state.
  • the elevating body 130 When the dry air supply mode is switched, the elevating body 130 is further moved downward by the drive mechanism 121 together with the loading / unloading shutter 160, and is moved from the defrosting position (POS2) in the second front chamber C2 to the loading / unloading position (POS2) in the low temperature hangar 101. It is moved to POS1) (S109).
  • POS1 the defrosting position
  • POS1 the carry-in / carry-out position
  • the spring force of the first constant load spring 155 that attracts the first front chamber side shutter 150 toward the elevating body 130 causes the elevating body 130 to be in the carry-in / carry-out position (POS1).
  • the communication opening 113 is maintained in a state of being airtightly closed by the first front chamber side shutter 150. Then, in a state where the elevating body 130 is positioned at the carry-in / carry-out position (POS1), the transfer work of the storage target W is performed.
  • the elevating body 130 is moved upward by the drive mechanism 121 together with the loading / unloading shutter 160 and moved from the loading / unloading position (POS1) to the standby position (POS3) (S111). ).
  • the loading / unloading outlet 114 is airtightly closed by the loading / unloading shutter 160 by the spring force of the second constant load spring 162 that attracts the loading / unloading shutter 160 toward the elevating body 130. ..
  • the dry air supply mode is switched from the third dry air supply mode (Mode 3) to the fifth dry air supply mode (Mode 5) in which the dry air for purging at the dew point D1 is filled in the air tank 185 (S112). That is, the solenoid valve 183B is changed from the open state to the closed state. The solenoid valve 183A, solenoid valve 183C and solenoid valve 183D are maintained in a closed state.
  • the dry air supply mode is set to the fifth dry air supply mode ( The mode 5) is switched to the first dry air supply mode (Mode 1) (S113), whereby the low temperature storage system 100 is put into a standby state (S114).
  • the storage target W is in a standby state during the storage operation (S200). That is, the dry air supply mode is controlled to the first dry air supply mode (Mode 1) with the elevating body 130 positioned in the standby position (POS3).
  • the elevating body 130 When leaving the storage target W, the elevating body 130 is moved upward by the drive mechanism 121 to a standby position on condition that dry air is stored in the air tank 185 so that the pressure inside the air tank 185 becomes equal to or higher than the set pressure. It is moved from (POS3) to the carry-in / carry-out position (POS1) together with the warehousing / delivery shutter 160 (S201).
  • POS1 carry-in / carry-out position
  • the communication opening 113 is closed from the first front chamber C1 side by the first front chamber side shutter 150 as described above, and the first front chamber is closed.
  • C1 is airtightly partitioned from the second anterior chamber C2 in a state of communicating with the low temperature hangar 101.
  • the dry air supply mode is switched from the first dry air supply mode (Mode1) to the third dry air supply mode (Mode3), and the dry air at the dew point D1 becomes the second. 1 It is supplied into the front chamber C1 (S202). In this state, the transfer work of transferring the storage target W onto the rack mounting stage 143 and holding it in the rack guide 144 is performed.
  • the elevating body 130 is moved upward by the drive mechanism 121 together with the loading / unloading shutter 160, and is moved from the loading / unloading position (POS1) to the loading / unloading position (POS4). S204).
  • the warehousing / delivery opening 114 is closed by the warehousing / delivery shutter 160, the warehousing / delivery preparation room C is airtightly partitioned from the low temperature hangar 101, and the communication opening 113 is closed by the second front chamber side shutter 145.
  • the first anterior chamber C1 is hermetically partitioned from the second anterior chamber C2 by being closed from the chamber C2 side.
  • the manual table position confirmation sensor S1 detects that the elevating body 130 is located in the loading / unloading position (POS4)
  • the electromagnetic lock of the loading / unloading door 116 is released (S205), and the storage target W is manually set. It is taken out from the warehousing / delivery preparation room C. Specifically, the loading / unloading door 116 is opened, the manual table 141 is pulled out to the outside of the loading / unloading preparation room C, and the storage target W is taken out. After that, the manual table 141 is returned to the warehousing / delivery preparation room C and the loading / unloading door 116 is closed, so that the loading / unloading door 116 is locked by the electromagnetic lock mechanism 117.
  • the rack presence sensor S2 detects that the storage rack does not exist, the removal of the storage target W is completed.
  • the dry air supply mode is switched from the third dry air supply mode (Mode 3) to the fourth dry air supply mode (Mode 4), and the dew point D1 purging dry air is in front of the first. It is supplied into the chamber C1 (S207). After a predetermined time has elapsed after the dry air supply mode is switched, that is, after the inside of the first front chamber C1 is purged by the purging dry air at the dew point D1, the dry air supply mode is changed from the fourth dry air supply mode (Mode 4) to the fourth. The mode is switched to the dry air supply mode (Mode 5) of No.
  • the transfer direction of the storage target has been described as being in the vertical direction, but the specific mode of the moving direction is not limited to this, and may be, for example, the horizontal direction.
  • the warehousing / delivery preparation room is provided on the upper wall of the low temperature hangar, but the position where the warehousing / delivery preparation room is provided can be determined according to the transfer direction of the storage target. good.
  • the warehousing / delivery preparation room is provided on the upper wall of the low temperature hangar.
  • the procedure of the warehousing / delivery operation described in the above-described embodiment is not necessarily an indispensable procedure, and for example, the timing of switching the dry air supply mode and the timing of moving the elevating body can be appropriately changed.
  • the storage rack holding a plurality of tubes has been described, but for example, the tubes themselves may be the storage target.
  • the specific embodiment of the storage target is not limited to the tube or rack, and the contents of the tube are not limited to the drug discovery sample such as living cells, and any one that needs to be stored at a low temperature. But it may be.
  • the cooling method of the low temperature storage may be any method such as a method of keeping the inside of the low temperature storage at a low temperature by using liquid nitrogen, a method of using electricity, a method of using another gas such as carbon dioxide gas as a cooling means, and the like.

Abstract

本発明は、システム構成の大型化や複雑化を伴うことなく、低温格納庫内に外部環境の水分が浸入することを確実に抑制することのできる低温保管システムを提供することを目的とする。　本発明の低温保管システム（１００）においては、保管対象Ｗの低温格納庫（１０１）に対する搬入及び搬出を行う搬入搬出機構（１１０）が、低温格納庫（１０１）に付設された入出庫準備室（Ｃ）を備え、入出庫準備室（Ｃ）は、内部空間が外部環境より低い露点Ｄ１となるように管理される第１前室（Ｃ１）と、第１前室（Ｃ１）と低温格納庫（１０１）との間に配設され内部空間が第１前室（Ｃ１）内の露点Ｄ１と低温格納庫（１０１）内の露点Ｄ０との間の露点Ｄ２となるように管理される第２前室（Ｃ２）とを有する構成とされることで、上記課題が解決される。

Description

低温保管システム
　本発明は、試料を収容する容器を低温で保管する低温保管システムに関し、特に、医学、生物工学及び薬学において薬剤を発見したり設計したりするプロセスにおいて用いられる創薬用試料を極低温で保管するために使用される低温保管システムに関する。
　従来、医学、生物工学及び薬学において薬剤を発見したり設計したりするプロセスにおいて用いられる創薬用試料を注入した複数のチューブを収容したラックを、極低温の安定した環境に維持した低温格納庫内で保管する低温保管システムが知られている。
　このような低温保管システムにおいては、低温格納庫内へのラックの入出庫や、低温格納庫内でのチューブのピッキング（ラック間の移し替え）は、それぞれ専用の機構により行われている。
　而して、低温格納庫内へのラックの入出庫時においては、低温格納庫内と低温格納庫外部とが連通した状態となる。このため、外部の環境雰囲気の湿気（水分）が低温格納庫内に浸入するなどの外部環境の影響を受け、温度上昇や霜の付着等の問題が発生する虞がある。
　低温格納庫内への水分の浸入を抑制するために、低温格納庫内と連通する前室エリアをドライ環境雰囲気にすることが行われている。
　例えば、特許文献１には、外部環境と隔離され低温格納庫及び搬入搬出機構を収容する前室エリアとしての外部カバー内をドライエアや窒素ガスによる除湿空間とすることが記載されている。
　また、特許文献２には、保管対象を予め受け入れる予備室として機能する受入れ室と保管対象を保管可能な保管室との間に保管対象を予め冷却する予冷室として機能する前室を設け、前室エリアとしての前室内を低温雰囲気に管理するとともに除湿された乾燥空気を前室内に供給することが記載されている。
特開２０１７－０４８０３５号公報 特開２０１９－１８７２５７号公報
　しかしながら、低温格納庫内への水分の浸入を抑制するには、前室エリアを低温格納庫内環境に可能な限り近い低露点環境にすることが求められる。このような低露点環境を実現するためには、ドライエア発生装置として、大流量の低露点のドライエアを安定して得ることが可能な大型でハイスペックなものが必要となる。
　また、低温格納庫の周辺には、低温格納庫内と前室エリアとを連通させる開口部を閉塞するシャッタの駆動機構や、低温格納庫に対する保管対象の搬入搬出機構といった種々の装置類を配置する必要があるため、前室エリアが不可避的に大きくなる。このため、ドライエア発生装置の大型化や低温保管システム自体の大型化に繋がると共に、例えばドライエアのパージによる前室エリアの雰囲気調整に長時間を要し、保管対象が低温格納庫より高い温度の環境雰囲気に晒される曝露時間が比較的長くなるという問題点があった。
　本発明は、以上のような事情に基づいてなされたものであって、システム構成の大型化や複雑化を伴うことなく、低温格納庫内に外部環境の水分が浸入することを確実に抑制することのできる低温保管システムを提供することを目的とする。
　本発明は、保管対象を低温環境下で保管する低温格納庫と、前記保管対象の前記低温格納庫に対する搬入及び搬出を行う搬入搬出機構とを有する低温保管システムであって、前記搬入搬出機構は、前記低温格納庫に付設され外部環境及び前記低温格納庫と隔離された入出庫準備室を備え、前記入出庫準備室は、内部空間が外部環境より低い露点Ｄ１となるように管理される第１前室と、前記第１前室と前記低温格納庫との間に配設され内部空間が前記第１前室内の露点Ｄ１と前記低温格納庫内の露点Ｄ０との間の露点Ｄ２となるように管理される第２前室とを有し、前記第１前室に露点Ｄ１のパージ用ドライエアを供給する第１のガス供給ラインと、前記第１前室に露点Ｄ１のドライエアを供給する第２のガス供給ラインと、前記第２前室に露点Ｄ２のドライエアを供給する第３のガス供給ラインと、前記第１のガス供給ライン、前記第２のガス供給ライン及び前記第３のガス供給ラインに共通のドライエア発生装置とを備えた構成とすることにより、前記課題を解決するものである。
　本請求項１に係る低温保管システムによれば、内部空間が外部環境より低い露点Ｄ１に管理される第１前室と、露点Ｄ０の低温環境に管理される低温格納庫との間に、内部空間が露点Ｄ２（Ｄ１＞Ｄ２＞Ｄ０）に管理される第２前室を設けた構成とすることにより、入出庫動作時に互いに連通される２つの空間における環境雰囲気の露点の差が小さくなり、低温格納庫内に浸入する水分を抑制することができる。
　また、低温格納庫内に浸入する水分が抑制されることにより、低温保管システムにおいて必要とされる霜取り作業を行う間隔を長期化することができる。
　さらにまた、低温格納庫に付設された入出庫準備室内のみの環境を低露点環境とすればよいので、所期の環境雰囲気を比較的短時間で作り出すことが可能となり、保管対象が低温格納庫より高い温度の環境雰囲気に晒される曝露時間を低減することができる。
　さらにまた、入出庫動作時に必要とされる露点Ｄ１のドライエア、露点Ｄ１のパージ用ドライエア及び露点Ｄ２のドライエアを一のドライエア発生装置によって供給可能とされていることにより、システム構成の大型化及び複雑化を回避することができる。
　本請求項２に記載の構成によれば、第１前室が外部環境下に位置されるとともに第２前室が低温格納庫内に位置されるように入出庫準備室が設けられていることにより、第１前室内の環境に対する外部環境の影響及び第２前室内の環境に対する外部環境の影響が低減されるため、第１前室及び第２前室の各空間を容易に所期の環境雰囲気に調整することが可能となる。
　本請求項３に記載の構成によれば、第２前室の環境雰囲気中の水分を霜として付着させる冷凍フィンが第２前室に設けられていることにより、第２前室を低温格納庫により近い低露点環境に管理することができる。
　本請求項４に記載の構成によれば、第２のガス供給ラインがドライエア発生装置から供給されるドライエアを一時的に貯留するエアタンクを備えることにより、ドライエア発生装置自体を大流量のドライエアが供給可能なものとする必要がなく、第１前室内を短時間で所期の環境雰囲気に調整することが可能となる。
　本請求項５に記載の構成によれば、第３のガス供給ラインにおいて、ドライエア発生装置から供給されるドライエアを冷却する冷却部が低温格納庫内に配設されていることにより、低温格納庫内の冷気を利用してドライエアを冷却することができ、冷却部の熱的負荷を低減することができる。
　本請求項６に記載の構成によれば、第１前室側シャッタ及び第２前室側シャッタが載置ステージとともに一方向に移動可能に構成されていることにより、前記一方向の直動運動にて保管対象の移送とシャッタの開閉動作とを行うことができるため、システム構成の大型化及び複雑化を回避することができる。これにより、トラブルの低減及びメンテナンス性の向上を図ることができる。
　本請求項７に記載の構成によれば、第１前室側シャッタ及び入出庫シャッタの各々に定荷重ばねが設けられていることにより、保管対象の移送動作に追従してシャッタの開閉動作を行う機構を簡単な構造で実現することができる。
本発明に係る低温保管システムの一構成例を概略的に示すブロック図である。 本発明の低温保管システムにおける搬入搬出機構の一構成例を示す正面右方側から見た斜視図である。 図２に示す搬入搬出機構の左側面図である。 本発明の低温保管システムが待機状態にあるときの、図３におけるＡ－Ａ線断面の構成を概略的に示す断面図である。 図２に示す搬入搬出機構における昇降体の構成を示す斜視図である。 図２に示す搬入搬出機構における第１前室側シャッタの構成を示す、下面側から見た斜視図である。 図２に示す搬入搬出機構における入出庫シャッタの構成を示す、上面側から見た斜視図である。 冷却フィンの一構成例を示す斜視図である。 本発明の低温保管システムにおける保管対象の低温格納庫に対する入庫動作を説明するための動作フロー図である。 保管対象の入出庫準備室に対する搬入時または保管対象の入出庫準備室からの搬出時における入出庫準備室内の状態を示す断面図である。 保管対象が第２前室内に位置されている時の入出庫準備室内の状態を示す断面図である。 保管対象が低温格納庫内に位置されている時の入出庫準備室内の状態を示す断面図である。 本発明の低温保管システムにおける保管対象の低温格納庫からの出庫動作を説明するための動作フロー図である。
　以下に、本発明の低温保管システムについて、図面に基づいて説明する。
　本発明の一実施形態に係る低温保管システム１００は、例えば、複数のチューブを保持する保管用ラックを保管対象Ｗとするものであって、図１に示すように、保管対象Ｗを低温環境下で保管する低温格納庫１０１と、保管対象Ｗの低温格納庫１０１に対する搬入及び搬出を行う搬入搬出機構１１０と、外部環境と低温格納庫１０１との間に位置される前室エリアとしての空間にドライエアを供給することで環境雰囲気を調整するドライエア供給機構１８０とを備え、全体が図示しない外部カバー内に収容されている。図１において二点鎖線で囲まれた領域は、保管用ラックと搬送用ラックとの間でのチューブの移載作業が行われるピッキングエリアＰＡである。
　搬入搬出機構１１０は、図２及び図３に示すように、低温格納庫１０１の上壁に付設された筐体１１１と、筐体１１１の内部において保管対象Ｗを上下方向に移送する入出庫リフター１２０を備える。
　以下においては、上下方向（鉛直方向）をＺ軸とする三次元直交座標系を設定し、水平面における図３の紙面に垂直な方向をＸ軸、左右方向をＹ軸と定義する。
　筐体１１１は、外部環境と低温格納庫１０１との間に位置される前室エリアとしての入出庫準備室Ｃを画成するものであって、下方に向かって開口する入出庫開口部１１４を有し、低温格納庫１０１内に突出するように設けられる。
　筐体１１１の内部空間は、図４にも示すように、ＸＹ平面に沿って延びる隔壁１１２によって上下に区画されており、低温格納庫１０１の外部に位置される上部空間が第１前室Ｃ１として構成され、低温格納庫１０１内に位置される下部空間が第２前室Ｃ２として構成される。
　隔壁１１２には、ラック載置ステージ１４３を備えた昇降体１３０が挿通可能に構成され第１前室Ｃ１及び第２前室Ｃ２を互いに連通させる連通開口部１１３が形成されている。
　第２前室Ｃ２には、入出庫開口部１１４を低温格納庫１１１側から開閉可能に閉塞する入出庫シャッタ１６０が設けられている。
　筐体１１１における第１前室Ｃ１を画成する一側壁には、入出庫準備室Ｃに対する搬入搬出口１１５がＸ軸方向に開口するように形成されており、搬入搬出口１１５を開閉可能に閉塞するように搬入搬出扉１１６が設けられている。
　搬入搬出扉１１６は、保管対象Ｗの低温格納庫１０１に対する入出庫動作時において電磁ロック機構１１７によって閉状態に維持されると共に保管対象Ｗを入出庫準備室Ｃに対する搬入搬出時に電磁ロック機構１１７によるロックが解除され開閉動作が許容される。
　入出庫リフター１２０は、駆動機構１２１と、昇降体１３０と、第１前室側シャッタ１５０と、第２前室側シャッタ１４５を備える。
　駆動機構１２１は、例えば直動アクチュエータにより構成されており、筐体１１１の上壁に固定され上下方向に延びるガイドレール１２２と、ガイドレール１２２に沿って上下方向に移動可能に設けられた可動体１２３と、可動体１２３に固定されＸ軸方向に間隔をあけて互いに対向して上下方向に延びる一対の昇降ガイド板１２４，１２４と、駆動源１２５とを備える。昇降ガイド板１２４は、下端が入出庫準備室Ｃ内に突出するように筐体１１１の上壁に形成された挿通孔に気密に挿通され、筐体１１１に対して摺動可能に設けられている。
　昇降体１３０は、図５に示すように、上下方向に間隔をあけて互いに対向配置され各々ＸＹ平面に沿って延びる上ベース板１３２及び下ベース板１３５と、下ベース板１３５の四隅に立設固定され上ベース板１３２と下ベース板１３５とを連結する支持軸１３６とにより構成されたベースフレーム１３１を備える。
　上ベース板１３２の上面には、Ｘ軸方向中央部において一対の位置決め用ピン部材１３３，１３３がＹ軸方向に離間した位置に設けられていると共に位置決め用ピン部材１３３，１３３間にフック部材１３４が設けられている。
　下ベース板１３５の上面には、互いに平行にＸ軸方向に延びる一対のスライドレール１４０，１４０がＹ軸方向に間隔をあけて設けられている。
　スライドレール１４０の上方には、取手１４２が固定された平板状の手動テーブル１４１がスライドレール１４０に対してＸ軸方向にスライド可能に設けられている。また、手動テーブル１４１の上方には、ラック載置ステージ１４３が上下方向に間隔を空けた状態で固定されている。
　ラック載置ステージ１４３の上面には、保管対象Ｗを保持するラックガイド１４４が固定されている。
　従って、保管対象Ｗの入庫動作にあっては、手動テーブル１４１をスライドさせて筐体１１１の搬入搬出口１１５を介して筐体１１１の外部に引き出すことで、保管対象Ｗがラックガイド１４４にセットされる。
　上ベース板１３２の上面には、位置決め用ピン部材１３３及びフック部材１３４を挟んでＸ軸方向両側の位置に各々の昇降ガイド板１２４の下端部が固定されており、これにより、昇降体１３０が昇降ガイド板１２４の移動に伴って上下方向に正逆移動可能に構成されている。
　下ベース板１３５の下方には、第２前室側シャッタ１４５が一体に設けられ、第２前室側シャッタ１４５は、昇降体１３０の移動に連動して上下方向に正逆移動可能に構成されている。
　第２前室側シャッタ１４５は、連通開口部１１３を第２前室Ｃ２側から開閉可能に閉塞するものであって、扁平な直方体状の断熱体１４６により構成されている。
　断熱体１４６の下面中央部には、フック部材１４７が設けられているとともにフック部材１４７を挟んでＹ軸方向に離間した位置に一対の位置決め用ピン部材１４８，１４８が設けられている。
　第１前室側シャッタ１５０は、第１前室Ｃ１と第２前室Ｃ２とを連通させる連通開口部１１３を第１前室Ｃ１側から開閉可能に閉塞するものであって、図６に示すように、平板状のベース部材１５１と、ベース部材１５１の上面に固定された扁平な直方体状の断熱体１５２と、ベース部材１５１の下面に固定された矩形枠状の断熱体１５３と、断熱体１５３の下面に固定され昇降体１３０における上ベース板１３２に対接される矩形枠状の蓋ガイド板１５４とを備えている。
　ベース部材１５１の下面には、昇降体１３０における上ベース板１３２に設けられたフック部材１３４が係合され昇降体１３０及び第１前室側シャッタ１５０を互いに引き寄せる第１定荷重ばね１５５が設けられている。
　また、ベース部材１５１の下面には、第１定荷重ばね１５５を挟んでＹ軸方向に離間した位置に、昇降体１３０における上ベース板１３２に設けられた位置決め用ピン部材１３３が挿入可能に構成された一対のピンガイド部材１５６，１５６が設けられている。
　第１定荷重ばね１５５及びピンガイド部材１５６は、断熱体１５３により囲まれた空間内に位置されている。
　第１前室側シャッタ１５０は、ベース部材１５１及び断熱体１５２の各々に厚み方向に延びるように形成された貫通孔１５７に昇降ガイド板１２４が気密に挿通され、第１前室側シャッタ１５０の自重により、蓋ガイド板１５４が昇降体１３０における上ベース板１３２に対接するように配置される。これにより、第１前室側シャッタ１５０が、昇降体１３０の移動に連動して上下方向に正逆移動可能に構成されている。
　入出庫シャッタ１６０は、図７に示すように、矩形状の蓋板１６１を備える。
　蓋板１６１の上面に、昇降体１３０及び入出庫シャッタ１６０を互いに引き寄せる第２定荷重ばね１６２が設けられている。この第２定荷重ばね１６２には、第２前室側シャッタ１４５に設けられたフック部材１４７が係合されており、これにより、入出庫シャッタ１６０が昇降体１３０の移動に連動して上下方向に正逆移動可能に構成されている。
　また、蓋板１６１の上面には、第２前室側シャッタ１４５に設けられた位置決め用ピン部材１４８が挿入可能に構成された一対のピンガイド部材１６３，１６３が第２定荷重ばね１６２を挟んでＹ軸方向に離間した位置に配置されている。
　このように、第１前室側シャッタ１５０、第２前室側シャッタ１４５及び入出庫シャッタ１６０が昇降体１３０と連動して上下方向に正逆移動可能に構成されていることにより、昇降体１３０の上下方向の直動運動にて保管対象Ｗの移送とシャッタの開閉動作とを行うことが可能となる。このため、システム構成の大型化及び複雑化を回避することができ、トラブルの低減及びメンテナンス性の向上を図ることができる。
　また、第１前室側シャッタ１５０及び入出庫シャッタ１６０の各々に定荷重ばねが設けられていることにより、保管対象Ｗの移送動作に連動してシャッタの開閉動作を行う機構を簡単な構造で実現することができる。
　この低温保管システム１００においては、第１前室Ｃ１の内部空間が外部環境より低い露点Ｄ１の環境雰囲気となるように管理され、第２前室Ｃ２の内部空間が第１前室Ｃ１内の露点Ｄ１と低温格納庫１０１内の露点Ｄ０との間の露点Ｄ２の環境雰囲気となるように管理される。これにより、入出庫動作時に互いに連通される２つの空間における環境雰囲気の露点の差が小さくなり、低温格納庫１０１内に浸入する水分を抑制することができる。また、低温格納庫１０１内に浸入する水分が抑制されることにより、低温保管システム１００において必要とされる霜取り作業を行う間隔を長期化することができる。
　さらにまた、低温格納庫１０１に付設された入出庫準備室Ｃ内のみの環境を低露点環境とすればよいので、所期の環境雰囲気を比較的短時間で作り出すことが可能となり、保管対象が低温格納庫１０１の環境より高い温度の環境雰囲気に晒される曝露時間を低減することができる、といった効果が奏される。
　低温格納庫１０１の環境雰囲気及び入出庫準備室Ｃ内の環境雰囲気の具体的態様の一例を示すと、冷凍格納庫１０１内は、温度が－８０℃、露点Ｄ０が－８０℃の環境雰囲気、第１前室Ｃ１内は、温度が常温、露点Ｄ１が０～－２０℃の範囲内の環境雰囲気、第２前室Ｃ２内は、温度が－３０℃、露点Ｄ２が－３０℃の環境雰囲気に管理される。
　上述のように、入出庫準備室Ｃは、第１前室Ｃ１が低温格納庫１０１の外部に位置されると共に第２前室Ｃ２が低温格納庫１０１内に位置されるように形成されている。これにより、第1前室Ｃ１内の環境に対する外部環境の影響及び第２前室Ｃ２内の環境に対する外部環境の影響が低減されるため、第１前室Ｃ１及び第２前室Ｃ２の各空間を容易に所期の環境雰囲気に調整することが可能となる。
　また、第２前室Ｃ２内には、第２前室Ｃ２内の環境雰囲気中の水分を霜として付着させる冷凍フィン１７０が設けられており、これにより、第２前室Ｃ２を低温格納庫１０１の環境により近い低露点環境に管理することができる。
　冷凍フィン１７０は、例えば図８に示すように、複数のフィン要素１７１がＹ軸方向に並設されて構成されている。各々のフィン要素１７１は、Ｙ軸に対して垂直な複数の冷却板がＹ軸方向に間隔をあけて互いに対向して上下方向に延びるように形成されて構成されている。
　第１前室Ｃ１内の環境雰囲気の調整及び第２前室Ｃ２内の環境雰囲気の調整は、ドライエアを第１前室Ｃ１及び第２前室Ｃ２に供給することで行われる。
　ドライエア供給機構１８０は、図１に示すように、露点Ｄ１のパージ用ドライエアを第１前室Ｃ１に供給する第１のガス供給ラインＬ１と、露点Ｄ１のドライエアを第１前室Ｃ１に供給する第２のガス供給ラインＬ２と、露点Ｄ２のドライエアを第２前室Ｃ２に供給する第３のガス供給ラインＬ３と、露点Ｄ１のパージ用ドライエアをピッキングエリアＰＡに供給する第４のガス供給ラインＬ４と、第１のガス供給ラインＬ１、第２のガス供給ラインＬ２、第３のガス供給ラインＬ３及び第４のガス供給ラインＬ４に共通のドライエア発生装置１８１とを備える。図１における１８２はドライエア発生装置１８１から供給されるドライエアの露点を検出する露点計である。
　この低温保管システム１００においては、入出庫動作時に必要とされる露点Ｄ１のドライエア、露点Ｄ１のパージ用ドライエア及び露点Ｄ２のドライエアを一の（単独の）ドライエア発生装置１８１によって供給可能とされていることにより、システム構成の大型化及び複雑化が回避される。
　第１のガス供給ラインＬ１、第２のガス供給ラインＬ２、第３のガス供給ラインＬ３及び第４のガス供給ラインＬ４には、それぞれ、電磁弁１８３Ａ、１８３Ｂ、１８３Ｃ、１８３Ｄが設けられており、各々の電磁弁１８３Ａ、１８３Ｂ、１８３Ｃ、１８３Ｄの開閉状態が制御されることでドライエア供給モードが切り換え可能に構成されている。
　第１のガス供給ラインＬ１は、ドライエア発生装置１８１から供給されるドライエアを一時的に貯留するエアタンク１８５を備えており、これにより、ドライエア発生装置１８１自体を大流量のドライエアが供給可能なものとする必要がなく、第１前室Ｃ１内を短時間で所期の環境雰囲気に調整することが可能となる。
　この第１のガス供給ラインＬ１には、ドライエアの流通方向においてエアタンク１８５の上流側に圧力計１８６が設けられており、エアタンク１８５に貯留されるドライエアの流量が監視される。なお、図１における１８７は逆止弁である。
　第１のガス供給ラインＬ１により供給される露点Ｄ１のパージ用ドライエアは、筐体１１１における搬入搬出口１１５が形成された側壁とＸ軸方向において対向する側壁（右側壁）に設けられたパージ用ドライエア供給部１１８Ａを介して第１前室Ｃ１内に導入される。
　また、第２のガス供給ラインＬ２により供給される露点Ｄ２のドライエアは、第２前室Ｃ２を画成する右側壁に設けられたドライエア供給部１１９を介して第２前室Ｃ２内に導入される。
　第３のガス供給ラインＬ３は、ドライエア発生装置１８１から供給されるドライエアを冷却して露点Ｄ２のドライエアを生成する冷却部１８８を備えている。
　冷却部１８８は、低温格納庫１０１内に配設されており、これにより、低温格納庫１０１内の冷気を利用してドライエアを冷却することができ、冷却部１８８の熱的負荷を低減することが可能となる。
　第３のガス供給ラインＬ３により供給される露点Ｄ１のドライエアは、パージ用ドライエア供給部１１８Ａと並んで設けられたドライエア供給部１１８Ｂを介して第１前室Ｃ１内に導入される。
　以下、上記の低温保管システム１００における保管対象Ｗの入庫動作について図９に基づいて説明する。
　この低温保管システム１００は、通常、待機状態とされている（Ｓ１００）。待機状態においては、図４に示すように、昇降体１３０が第２前室側シャッタ１４５により隔壁１１２の連通開口部１１３を閉塞する位置より下方の待機ポジション（ＰＯＳ３）に位置され、ドライエア供給モードは、第２前室Ｃ２内及びピッキングエリアＰＡ内にドライエアを供給する第１のドライエア供給モード（Ｍｏｄｅ１）に制御されている。第１のドライエア供給モード（Ｍｏｄｅ１）においては、電磁弁１８３Ａ及び電磁弁１８３Ｂが閉状態とされ、電磁弁１８３Ｃ及び電磁弁１８３Ｄが開状態とされる。
　保管対象Ｗを低温格納庫１０１内に入庫するに際しては、エアタンク１８５内が設定圧力以上となるように露点Ｄ１のドライエアがエアタンク１８５内に貯留されていることを条件として、先ず、昇降体１３０が駆動機構１２１によって上方に移動されて待機ポジション（ＰＯＳ３）から保管対象Ｗを入出庫するための入出庫ポジション（ＰＯＳ４）に移動される（Ｓ１０１）。昇降体１３０が入出庫ポジション（ＰＯＳ４）に位置された状態においては、図１０に示すように、連通開口部１１３が第２前室側シャッタ１４５によって第２前室Ｃ２側から閉塞され、第１前室Ｃ１が第２前室Ｃ２と気密に区画される。
　昇降体１３０が入出庫ポジション（ＰＯＳ４）に位置されたことが手動テーブル位置確認センサＳ１によって検出されると、ドライエア供給モードが、第１のドライエア供給モード（Ｍｏｄｅ１）から第１前室Ｃ１内に露点Ｄ１のドライエアを供給する第３のドライエア供給モード（Ｍｏｄｅ３）に切り替えられる（Ｓ１０２）。すなわち、電磁弁１８３Ｂが閉状態から開状態とされ、電磁弁１８３Ｃ及び電磁弁１８３Ｄが開状態から閉状態とされる。電磁弁１８３Ａは閉状態に維持される。
　そして、ドライエア供給モードが切り換えられると、搬入搬出扉１１６の電磁ロックが解除され（Ｓ１０３）、人の手によって保管対象Ｗがラック載置ステージ１４３上にセットされる。具体的には、搬入搬出扉１１６を開けて手動テーブル１４１を入出庫準備室Ｃの外部に引き出し、保管対象Ｗをラックガイド１４４に保持させる。その後、手動テーブル１４１を入出庫準備室Ｃ内に戻して搬入搬出扉１１６を閉める。これにより、搬入搬出扉１１６が電磁ロック機構１１７によってロック状態とされ、ラック在席センサＳ２によって保管対象Ｗの存在が検出されることで保管対象Ｗのセットが完了する（Ｓ１０４）。
　保管対象Ｗのセットが完了すると、ドライエア供給モードが、第３のドライエア供給モード（Ｍｏｄｅ３）からエアタンク１８５内に貯留された露点Ｄ１のパージ用ドライエアを第１前室Ｃ１内に供給する第４のドライエア供給モード（Ｍｏｄｅ４）に切り替えられる（Ｓ１０５）。すなわち、電磁弁１８３Ａが閉状態から開状態とされ、電磁弁１８３Ｂが開状態から閉状態とされる。電磁弁１８３Ｃ及び電磁弁１８３Ｄは閉状態に維持される。
　ドライエア供給モードが切り換えられて所定時間が経過した後、すなわち第１前室Ｃ１内が露点Ｄ１のパージ用ドライエアによってパージされた後、ドライエア供給モードが、第４のドライエア供給モード（Ｍｏｄｅ４）から露点Ｄ２のドライエアを第２前室Ｃ２内に供給する第２のドライエア供給モード（Ｍｏｄｅ２）に切り替えられる（Ｓ１０６）。すなわち、電磁弁１８３Ｃが閉状態から開状態とされ、電磁弁１８３Ａが開状態から閉状態とされる。電磁弁１８３Ｂ及び電磁弁１８３Ｄは閉状態に維持される。
　その後、昇降体１３０が駆動機構１２１によって下方に移動されて第１前室Ｃ１内の入出庫ポジション（ＰＯＳ４）から第２前室Ｃ２内の霜取ポジション（ＰＯＳ２）に移動される（Ｓ１０７）。昇降体１３０が霜取ポジション（ＰＯＳ２）に位置された状態においては、図１１に示すように、昇降体１３０の移動と連動して連通開口部１１３が第１前室側シャッタ１５０によって第１前室Ｃ１側から閉塞される。
　昇降体１３０が霜取ポジション（ＰＯＳ２）に移動されて所定時間が経過した後、すなわち昇降体１３０の移動に伴って第２前室Ｃ２内に浸入した水分を冷却フィン１７０に霜として付着させる霜取りを行った後、ドライエア供給モードが、第２のドライエア供給モード（Ｍｏｄｅ２）から第３のドライエア供給モード（Ｍｏｄｅ３）に切り替えられる（Ｓ１０８）。すなわち、電磁弁１８３Ｂが閉状態から開状態とされ、電磁弁１８３Ｃが開状態から閉状態とされる。電磁弁１８３Ａ及び電磁弁１８３Ｄは閉状態に維持される。
　ドライエア供給モードが切り替えられると、昇降体１３０が入出庫シャッタ１６０と共に駆動機構１２１によってさらに下方に移動されて第２前室Ｃ２内の霜取ポジション（ＰＯＳ２）から低温格納庫１０１内の搬入搬出ポジション（ＰＯＳ１）に移動される（Ｓ１０９）。昇降体１３０が搬入搬出ポジション（ＰＯＳ１）に位置された状態においては、図１２に示すように、第１前室側シャッタ１５０を昇降体１３０に向かって引き付ける第１定荷重ばね１５５のばね力によって、連通開口部１１３が第１前室側シャッタ１５０により気密に閉塞された状態が維持される。
　そして、昇降体１３０が搬入搬出ポジション（ＰＯＳ１）に位置された状態において、保管対象Ｗの移載作業が行われる。
　保管対象Ｗの移載作業が完了すると（Ｓ１１０）、昇降体１３０が入出庫シャッタ１６０と共に駆動機構１２１によって上方に移動されて搬入搬出ポジション（ＰＯＳ１）から待機ポジション（ＰＯＳ３）に移動される（Ｓ１１１）。この状態においては、図４に示すように、入出庫シャッタ１６０を昇降体１３０に向かって引き付ける第２定荷重ばね１６２のばね力によって、搬入搬出口１１４が入出庫シャッタ１６０により気密に閉塞される。
　その後、ドライエア供給モードが、第３のドライエア供給モード（Ｍｏｄｅ３）から露点Ｄ１のパージ用ドライエアをエアタンク１８５内に充填する第５のドライエア供給モード（Ｍｏｄｅ５）に切り替えられる（Ｓ１１２）。すなわち、電磁弁１８３Ｂが開状態から閉状態とされる。電磁弁１８３Ａ、電磁弁１８３Ｃ及び電磁弁１８３Ｄは閉状態に維持される。
　露点Ｄ１のパージ用ドライエアがエアタンク１８５内に貯留されると、すなわちエアタンク１８５内が設定圧力以上となったことが圧力計１８６によって検出されると、ドライエア供給モードが、第５のドライエア供給モード（Ｍｏｄｅ５）から第１のドライエア供給モード（Ｍｏｄｅ１）に切り替えられ（Ｓ１１３）、以て、低温保管システム１００が待機状態とされる（Ｓ１１４）。
　次いで、上記の低温保管システム１００における保管対象Ｗの出庫動作について図１３に基づいて説明する。
　上述のように、この低温保管システム１００においては、保管対象Ｗの保管動作時には待機状態とされている（Ｓ２００）。すなわち、昇降体１３０が待機ポジション（ＰＯＳ３）に位置された状態で、ドライエア供給モードが第１のドライエア供給モード（Ｍｏｄｅ１）に制御されている。
　保管対象Ｗを出庫するに際しては、エアタンク１８５内が設定圧力以上となるようにドライエアがエアタンク１８５内に貯留されていることを条件として、昇降体１３０が駆動機構１２１によって上方に移動されて待機ポジション（ＰＯＳ３）から入出庫シャッタ１６０と共に搬入搬出ポジション（ＰＯＳ１）に移動される（Ｓ２０１）。昇降体１３０が搬入搬出ポジション（ＰＯＳ１）に位置された状態においては、上述のように、連通開口部１１３が第１前室側シャッタ１５０によって第１前室Ｃ１側から閉塞され、第１前室Ｃ１が低温格納庫１０１と連通した状態にある第２前室Ｃ２と気密に区画される。
　昇降体１３０が搬入搬出ポジション（ＰＯＳ１）に移動されると、ドライエア供給モードが、第１のドライエア供給モード（Ｍｏｄｅ１）から第３のドライエア供給モード（Ｍｏｄｅ３）に切り替えられ、露点Ｄ１のドライエアが第１前室Ｃ１内に供給される（Ｓ２０２）。
　この状態において、保管対象Ｗをラック載置ステージ１４３上に移載してラックガイド１４４に保持させる移載作業が行われる。
　保管対象Ｗの移載作業が完了すると（Ｓ２０３）、昇降体１３０が入出庫シャッタ１６０と共に駆動機構１２１によって上方に移動されて搬入搬出ポジション（ＰＯＳ１）から入出庫ポジション（ＰＯＳ４）に移動される（Ｓ２０４）。これにより、入出庫開口部１１４が入出庫シャッタ１６０により閉塞されて入出庫準備室Ｃが低温格納庫１０１と気密に区画されると共に、連通開口部１１３が第２前室側シャッタ１４５により第２前室Ｃ２側から閉塞されて第１前室Ｃ１が第２前室Ｃ２と気密に区画される。
　昇降体１３０が入出庫ポジション（ＰＯＳ４）に位置されたことが手動テーブル位置確認センサＳ１によって検出されると、搬入搬出扉１１６の電磁ロックが解除され（Ｓ２０５）、人の手によって保管対象Ｗが入出庫準備室Ｃから取り出される。具体的には、搬入搬出扉１１６を開けて手動テーブル１４１を入出庫準備室Ｃの外部に引き出し、保管対象Ｗを取り出す。その後、手動テーブル１４１を入出庫準備室Ｃ内に戻して搬入搬出扉１１６を閉めることで、搬入搬出扉１１６が電磁ロック機構１１７によってロック状態とされる。ラック在席センサＳ２によって保管用ラックが存在しないことが検出されることで保管対象Ｗの取り出しが完了する。
　保管対象Ｗの取り出しが完了すると（Ｓ２０６）、ドライエア供給モードが、第３のドライエア供給モード（Ｍｏｄｅ３）から第４のドライエア供給モード（Ｍｏｄｅ４）に切り替えられ、露点Ｄ１のパージ用ドライエアが第１前室Ｃ１内に供給される（Ｓ２０７）。
　ドライエア供給モードが切り換えられて所定時間が経過した後、すなわち露点Ｄ１のパージ用ドライエアにより第１前室Ｃ１内がパージされた後、ドライエア供給モードが、第４のドライエア供給モード（Ｍｏｄｅ４）から第５のドライエア供給モード（Ｍｏｄｅ５）に切り替えられ、露点Ｄ１のパージ用ドライエアのエアタンク１８５内への充填が開始される（Ｓ２０８）。その後、昇降体１３０が駆動機構１２１によって下方に移動されて入出庫ポジション（ＰＯＳ４）から待機ポジション（ＰＯＳ３）に移動される（Ｓ２０９）。
　そして、露点Ｄ１のパージ用ドライエアがエアタンク１８５内に貯留されると（Ｓ２１０）、ドライエア供給モードが、第５のドライエア供給モード（Ｍｏｄｅ５）から第１のドライエア供給モード（Ｍｏｄｅ１）に切り替えられ（Ｓ２１１）、以て、低温保管システム１００が待機状態とされる（Ｓ２１２）。
　以上、本発明の一実施形態を詳述したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、請求の範囲に記載された本発明を逸脱することなく種々の設計変更を行なうことが可能である。
　例えば、上述した実施形態では、保管対象の移送方向が上下方向であるものとして説明したが、移動方向の具体的態様はこれに限定されず、例えば水平方向であってもよい。また、上述した実施形態では、入出庫準備室が低温格納庫の上壁に設けられているものとして説明したが、入出庫準備室が設けられる位置は、保管対象の移送方向に応じて決定すればよい。なお、低温格納庫内の冷気の漏れを抑制する観点からは、入出庫準備室が低温格納庫の上壁に設けられるのが好ましい。
　また、上述の実施形態で説明した入出庫動作の手順は、必ずしも必須の手順ではなく、例えば、ドライエア供給モードの切り替えのタイミングや昇降体の移動のタイミングは、適宜変更することができる。
　上述した実施形態では、チューブを複数保持した保管用ラックを保管するものとして説明したが、例えば、チューブ自体を保管対象とするものであってもよい。また、保管対象の具体的態様はチューブまたはラックに限定されず、チューブの内容物についても、生体細胞等の創薬用試料に限定されず、低温下で保管する必要があるものであれば如何なるものでもよい。
　また、低温格納庫の冷却方法は、液体窒素を用いて低温格納庫内を低温に保つもの、電気によるもの、炭酸ガス等の他のガスを冷却手段として用いるもの等、如何なるものでもよい。
　１００　　　　　・・・　低温保管システム
　１０１　　　　　・・・　低温格納庫
　１１０　　　　　・・・　搬入搬出機構
　１１１　　　　　・・・　筐体
　１１２　　　　　・・・　隔壁
　１１３　　　　　・・・　連通開口部
　１１４　　　　　・・・　入出庫開口部
　１１５　　　　　・・・　搬入搬出口
　１１６　　　　　・・・　搬入搬出扉
　１１７　　　　　・・・　電磁ロック機構
　１１８Ａ　　　　・・・　パージ用ドライエア供給部
　１１８Ｂ　　　　・・・　ドライエア供給部
　１１９　　　　　・・・　ドライエア供給部
　１２０　　　　　・・・　入出庫リフター
　１２１　　　　　・・・　駆動機構
　１２２　　　　　・・・　ガイドレール
　１２３　　　　　・・・　可動体
　１２４　　　　　・・・　昇降ガイド板
　１２５　　　　　・・・　駆動源
　１３０　　　　　・・・　昇降体
　１３１　　　　　・・・　ベースフレーム
　１３２　　　　　・・・　上ベース板
　１３３　　　　　・・・　位置決め用ピン部材
　１３４　　　　　・・・　フック部材
　１３５　　　　　・・・　下ベース板
　１３６　　　　　・・・　支持軸
　１４０　　　　　・・・　スライドレール
　１４１　　　　　・・・　手動テーブル
　１４２　　　　　・・・　取手
　１４３　　　　　・・・　ラック載置ステージ
　１４４　　　　　・・・　ラックガイド
　１４５　　　　　・・・　第２前室側シャッタ
　１４６　　　　　・・・　断熱体
　１４７　　　　　・・・　フック部材
　１４８　　　　　・・・　位置決めピン
　１５０　　　　　・・・　第１前室側シャッタ
　１５１　　　　　・・・　ベース部材
　１５２　　　　　・・・　断熱体
　１５３　　　　　・・・　断熱体
　１５４　　　　　・・・　蓋ガイド
　１５５　　　　　・・・　第１定荷重ばね
　１５６　　　　　・・・　ピンガイド部材
　１５７　　　　　・・・　貫通孔
　１６０　　　　　・・・　入出庫シャッタ
　１６１　　　　　・・・　蓋板
　１６２　　　　　・・・　第２定荷重ばね
　１６３　　　　　・・・　ピンガイド部材
　１７０　　　　　・・・　冷却フィン
　１７１　　　　　・・・　フィン要素
　１８０　　　　　・・・　ドライエア供給機構
　１８１　　　　　・・・　ドライエア発生装置
　１８２　　　　　・・・　露点計
　１８３Ａ　　　　・・・　電磁弁
　１８３Ｂ　　　　・・・　電磁弁
　１８３Ｃ　　　　・・・　電磁弁
　１８３Ｄ　　　　・・・　電磁弁
　１８５　　　　　・・・　エアタンク
　１８６　　　　　・・・　圧力計
　１８７　　　　　・・・　逆止弁
　１８８　　　　　・・・　冷却部
　Ｃ　　　　　　　・・・　入出庫準備室
　Ｃ１　　　　　　・・・　第１前室
　Ｃ２　　　　　　・・・　第２前室
　Ｌ１　　　　　　・・・　第１のドライエア供給ライン
　Ｌ２　　　　　　・・・　第２のドライエア供給ライン
　Ｌ３　　　　　　・・・　第３のドライエア供給ライン
　Ｌ４　　　　　　・・・　第４のドライエア供給ライン
　ＰＡ　　　　　　・・・　ピッキングエリア
　Ｓ１　　　　　　・・・　手動テーブル位置確認センサ
　Ｓ２　　　　　　・・・　ラック在席センサ
　Ｗ　　　　　　　・・・　保管対象

Claims (7)

  1. 　保管対象を低温環境下で保管する低温格納庫と、前記保管対象の前記低温格納庫に対する搬入及び搬出を行う搬入搬出機構とを有する低温保管システムであって、
    　前記搬入搬出機構は、前記低温格納庫に付設され外部環境及び前記低温格納庫と隔離された入出庫準備室を備え、
    　前記入出庫準備室は、内部空間が外部環境より低い露点Ｄ１となるように管理される第１前室と、前記第１前室と前記低温格納庫との間に配設され内部空間が前記第１前室内の露点Ｄ１と前記低温格納庫内の露点Ｄ０との間の露点Ｄ２となるように管理される第２前室とを有し、
    　前記第１前室に露点Ｄ１のパージ用ドライエアを供給する第１のガス供給ラインと、前記第１前室に露点Ｄ１のドライエアを供給する第２のガス供給ラインと、前記第２前室に露点Ｄ２のドライエアを供給する第３のガス供給ラインと、前記第１のガス供給ライン、前記第２のガス供給ライン及び前記第３のガス供給ラインに共通のドライエア発生装置とを備えることを特徴とする低温保管システム。
  2. 　前記入出庫準備室は、前記第１前室が前記低温格納庫の外部に位置されるとともに前記第２前室が前記低温格納庫内に位置されるように設けられていることを特徴とする請求項１に記載の低温保管システム。
  3. 　前記第２前室には、前記第２前室の環境雰囲気中の水分を霜として付着させる冷凍フィンが設けられていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の低温保管システム。
  4. 　前記第１のガス供給ラインは、前記ドライエア発生装置から供給されるドライエアを一時的に貯留するエアタンクを備えることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の低温保管システム。
  5. 　前記第３のガス供給ラインは、前記ドライエア発生装置から供給されるドライエアを冷却する冷却部を備え、前記冷却部が前記低温格納庫内に配設されていることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の低温保管システム。
  6. 　前記搬入搬出機構は、昇降体と、第１前室側シャッタと、第２前室側シャッタとを備え、
    　前記昇降体は、前記入出庫準備室内において一方向に正逆移動可能に構成され、
    　前記第１前室側シャッタは、前記昇降体の移動に連動して前記一方向に正逆移動可能で、前記第１前室と前記第２前室とを連通させる連通開口部を前記第１前室側から閉塞可能に構成され、
    　前記第２前室側シャッタは、前記昇降体の移動に連動して前記一方向に正逆移動可能で、前記連通開口部を前記第２前室側から閉塞可能に構成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の低温保管システム。
  7. 　前記第１前室側シャッタには、前記昇降体及び前記第１前室側シャッタを互いに引き寄せる第１定荷重ばねが設けられ、
    　前記第２前室には、前記低温格納庫と連通する入出庫開口部を前記低温格納庫側から開閉可能に閉塞する入出庫シャッタが設けられ、
    　前記入出庫シャッタには、前記昇降体及び前記入出庫シャッタを互いに引き寄せる第２定荷重ばねが設けられていることを特徴とする請求項６に記載の低温保管システム。
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