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JP3197696B2 - 培養装置 - Google Patents

培養装置

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JP3197696B2
JP3197696B2 JP20180993A JP20180993A JP3197696B2 JP 3197696 B2 JP3197696 B2 JP 3197696B2 JP 20180993 A JP20180993 A JP 20180993A JP 20180993 A JP20180993 A JP 20180993A JP 3197696 B2 JP3197696 B2 JP 3197696B2
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inner box
temperature
door
heat
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裕一 玉置
定美 萩口
健二 野島
哲哉 三好
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Sanyo Electric Co Ltd
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Sanyo Electric Co Ltd
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    • 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
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  • Control Of Temperature (AREA)
  • Devices For Warming Or Keeping Food Or Tableware Hot (AREA)
  • Devices That Are Associated With Refrigeration Equipment (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、細菌やウィルスの培養
等の理化学実験に用いられる培養装置に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】従来この種培養装置は、特公平3−17
121号公報に恒温庫として示されるように、断熱箱体
と、この断熱箱体の内側に空間を介して設けられた内箱
内に形成された貯蔵室と、この貯蔵室の開口を開閉自在
に閉塞する断熱外扉及び内扉と、前記断熱箱体の内面底
部に埋設された加熱ヒ−タ等から構成されていた。そし
て、前記空間を貯水層とすると共に、前記加熱ヒ−タを
発熱させることによって貯水層内の水を加熱し、この貯
水層より貯蔵室内を周囲から斑無く加熱していた。尚、
内箱と断熱箱体の空間を単なる空気層として、この空気
層より貯蔵室内を間接的に加熱するものもある。
【0003】係る内箱周囲からの間接的な加熱により、
貯蔵室内の乾燥も抑制されるものであるが、細菌やウィ
ルス等の培養実験を行う場合には通常98%RH程の高
湿度が要求される。従って、この種恒温庫においては通
常貯蔵室の底面に水を入れた加湿皿を載置し、この加湿
皿からの水の蒸発によって貯蔵室内を上記高湿度に維持
していた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、庫内温度を
より均一とするためには、断熱箱体の底部のみでは無
く、左右側部等にも加熱ヒータを設けて周囲から加熱作
用を及ばせる必要がある。しかしながら、従来では各ヒ
ータを単に電気回路に並列接続してそれらの発熱を同様
に制御していたため、例えば前述の如く貯蔵室の底面に
加湿皿を載置した状態で、扉の開閉により貯蔵室の温度
及び湿度が低下した後、各ヒータの発熱(或いは発熱量
の増大)により貯蔵室が加熱されて行くと、加湿皿より
十分蒸気が発生する以前に貯蔵室内が設定温度に達して
しまい、各ヒータの発熱が停止(或いは低減)される場
合がある。係る制御では、加湿皿を直接加熱している底
部の加熱ヒータの発熱も同時に停止(或いは低減)され
てしまうため、扉の開閉後の貯蔵室内湿度の上昇が遅
れ、培養中の細菌等に悪影響が及ぶ問題があった。
【0005】また、貯蔵室内各部の温度を更に均一化す
るために、例えば貯蔵室の各部に温度センサーを設けて
細かく加熱ヒータの制御を行おうとしても、従来では各
ヒータの発熱が同様に制御されていたために、係る精密
な温度制御にも限界があった。
【0006】本発明は、係る従来の技術的課題を解決す
るために成されたものであり、内箱内の温度及び湿度制
御性能をより向上させた培養装置を提供することを目的
とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】即ち、本発明の培養装置
(培養庫)は、内側に断熱材3を設けた外箱2と、この
外箱2の断熱材3との間に空間9を有して内部に配され
た内箱4と、空間9内に設けられて内箱9を加熱する加
熱装置(ヒータ)17とを備えたものであって、加熱装
置(ヒータ)17を、内箱4の少なくとも底壁4A及び
左右側壁4Bにそれぞれ対応して設けられた複数の加熱
手段(ヒータ)17A,17Bにより構成すると共に各
加熱手段(ヒータ)17A,17Bを独立して制御する
制御装置19を設け、制御装置19は、扉の開閉後は
壁4Aに設けた加熱手段17Aの発熱を他の加熱手段1
7Bよりも強くして、底面に載置された加湿用の水が貯
溜された加湿皿8を加熱するものである。
【0008】
【作用】本発明の培養装置(培養庫)1によれば、内箱
4の周囲の断熱材3との間に空間9を形成し、この空間
9内に設けた加熱装置(ヒータ)17により、内箱4周
囲の空間9から内箱4内を均一に加熱することができ
る。特に、加熱装置(ヒータ)17を、内箱4の少なく
とも底壁4A及び左右側壁4Bにそれぞれ対応して設け
た複数の加熱手段(ヒータ17A、17B)により構成
し、制御装置19により各加熱手段(ヒータ17A、1
7B)をそれぞれを独立して制御するようにしたので、
例えば加湿皿8等を内箱4の底壁4A上に載置した場
合、扉6の開閉後は底壁4Aの加熱手段(底部ヒータ)
17Aの発熱を他の加熱手段(ヒータ17B等)よりも
強く(通電率を上げる等)することにより、扉6の開閉
により低下した内箱4内の湿度を迅速に上昇させること
が可能となる。また、例えば内箱4内の各所に温度セン
サーを設けて各センサーに基づき、各加熱手段(ヒータ
17A〜17C)の発熱を制御することにより、内箱4
内の温度をより均一化することが可能となる。
【0009】
【実施例】以下、図面に基づき本発明の実施例を詳述す
る。図1は本発明の培養装置の実施例としての培養庫1
の斜視図、図2は培養庫1の縦断正面図、図3は培養庫
1の電気回路図をそれぞれ示している。図1及び図2に
おいて2は外箱で、内側に断熱材3が設けられており、
この断熱材3の内側に所定の空間9を介して内部に貯蔵
室26を構成する内箱4が設けられている。この内箱4
は耐腐食性のステンレス等の材料から形成され、底壁4
Aと、左右側壁4B、4Bと、背壁4Cと、天壁4Dと
から成り、前面が開口しているものである。
【0010】また、前記外箱2は前面が開口しており、
断熱外扉6により開閉自在に閉塞され、更に、その内側
には貯蔵室26の前面開口を開閉自在に閉塞する内扉5
が設けられている。尚、内扉5は透明ガラスにて形成さ
れており、それによって断熱外扉6を開くだけで、貯蔵
室26の内部を観察することができる様に構成されてい
る。また、外箱2には断熱外扉6の開閉に対応してO
N、OFFする扉スイッチ2Aが設けられ、貯蔵室26
内上部には例えばサーミスタから成る温度センサ−23
が設けられている。
【0011】更に、貯蔵室26内には、複数段の棚7・
・が設けられ、内箱4の底壁4A上には加湿用の水Wが
貯溜された加湿皿8が載置されている。この加湿皿8は
上面に開放した容器状を呈しており、水Wが無くなった
ら貯蔵室26より取り出して補給するものである。
【0012】内箱4の天壁4Dには貯蔵室26内の空気
を循環させる庫内循環ファン11と、このファン11を
回転させるためのモータ12とが上下に設けられてい
る。前記モータ12は空間9内で断熱材3によってこの
空間9と遮蔽されている。また、内箱4内には天部ダク
ト13及び側部ダクト14とが設けられており、天部ダ
クト13内には前記庫内循環ファン11が配置されてい
る。そして、天部ダクト13の庫内循環ファン11が臨
む位置には庫内空気を吸引するための吸込口15が、前
記側部ダクト14の下部には空気を吐出する吐出口16
がそれぞれ形成されている。
【0013】更に、内箱4の外側には、加熱装置として
のヒ−タ17が設けられている。このヒータ17は、内
箱4の各壁4A、4B、4B及び4Cにそれぞれ対応し
て接触状態に設けられた加熱手段としての底部ヒータ1
7A、側部ヒータ17B、17B及び背部ヒータ17C
から構成されている。この場合、各ヒータ17A、17
B、17Cはアルミテ−プ18にて内箱4の外面に貼着
されているが、耐熱性の接着剤や、保持具等(図示せ
ず)にて取り付けても良い。
【0014】次に、図3の電気回路において、汎用のマ
イクロコンピュータにより構成された制御装置19に
は、前記扉スイッチ2A及び温度センサ−23の出力が
入力され、制御装置19の出力にはフォトカプラーから
成る制御スイッチ20及び21が接続され、また、前記
モータ12も接続されている。そして、前記底部ヒータ
17Aは制御スイッチ20を介して交流電源22に接続
されると共に、前記側部ヒータ17B、背部ヒータ17
C及び断熱外扉6の扉ヒータ17Dは並列回路を形成
し、スイッチ21を介して前記電源22に接続されてい
る。
【0015】これによって、内箱4の底壁4A用の底部
ヒータ17Aと、左右側壁4B用の側部ヒ−タ17B、
背壁4C用の背部ヒ−タ17C及び扉ヒ−タ17Dとは
制御系統が別とされている。また、制御装置19は設定
温度と温度センサー23からの貯蔵室26内温度に基づ
き、PID制御等にて各スイッチ20、21のON−O
FFを行うことにより、各ヒータ17A、及び17B〜
17Dの通電率を調整して発熱量を制御するものとす
る。
【0016】以上の構成で次に培養庫1の動作を図4の
フロ−チャ−トを参照しながら説明する。制御装置19
はステップS1で、前記扉スイッチ2A或いは温度セン
サー23により、断熱外扉6が開放されたか、或いは貯
蔵室26内温度TPが低下したか否か判断しており、断
熱外扉6が開放され、或いは貯蔵室26内温度TPが低
下(断熱外扉6及び内扉5が開放されたこと等により)
していなければステップS3に進みフラグがセットされ
ているか否か判断する。ここではセットされていないも
のとすると、ステップS7に進み、ここからもステップ
S9に進んで通常の制御を行う。
【0017】このステップS9における通常の制御で
は、制御装置19は制御スイッチ20、21により、各
ヒータ17A〜17Dの通電率を同様として前述のPI
D制御を行う。また、モータ12も運転され、天部ダク
ト13内と側部ダクト14内との空気は庫内循環ファン
11で図中矢印A方向に前記ダクト13、14内を横方
向から下方向に流れ、吐出口16から貯蔵室26内に流
入する。また、貯蔵室26内の空気は庫内循環ファン1
1でこの貯蔵室26内を矢印B方向に上向きに流れ、天
部ダクト13の吸込口15に流入する。
【0018】暖気は上方へ向かう特性上、本発明では上
部の空間9にヒ−タを設けること無く内箱4内、即ち貯
蔵庫26内を均一に加熱することが可能となっている。
また、直接的に各ヒータ17A〜17Cは内箱4に接触
して設けてられている関係上、断熱外扉6及び内扉5の
開閉時に急激な温度低下があっても、短時間で温度TP
が設定温度TSに復帰する効果がある。
【0019】また、庫内循環ファン11の回転によっ
て、貯蔵室26内の空気は矢印A、B方向に循環する。
即ち、貯蔵室26の空気が天部ダクト13の吸込口15
から吸い込まれ、天部ダクト13内を通過して側部ダク
ト14に流入して下方に向かい、側部ダクト14の吐出
口16から庫内に吐出される。また、側部ダクト14の
吐出口16は貯蔵室26内の底部近傍に形成されている
と共に、内箱4底壁4A外面には接触状態で底部ヒ−タ
17Aが設けられており、底壁4A上には加湿皿8が載
置されているので、加湿皿8は主に底部ヒータ17Aに
より加熱され、加湿皿8内の水Wは蒸発して貯蔵室26
内を加湿する。これによって、貯蔵室26内は98%R
H付近の高湿度とされる。
【0020】ここで、断熱外扉6が開放され、或いは貯
蔵室26内温度TPが低下(断熱外扉6及び内扉5が開
放されたこと等により)した場合、制御装置19はステ
ップS1からステップS2に進んでフラグをセットす
る。尚、ここで扉スイッチ2Aのみならず、温度センサ
−23を用いる理由は、貯蔵室26内温度TPの低下の
程度が培養庫1の周囲の温度の高低、断熱外扉6の開放
角度、断熱外扉6の開放時間に対応して変化するからで
ある。
【0021】次に、ステップS3にてフラグがセットさ
れているか否かを判断し、ここではセットされているか
らステップS4で温度センサー23により貯蔵室26内
の現在温度TPを読み込み、ステップS5にて温度TP
が設定温度TS−0.5℃以上となったか否か判断す
る。貯蔵室26内の現在温度TPがこの値に達していな
い場合はステップS7で再びフラグがセットされている
か否かを判断するが、ここではフラグがセットされてい
るので、ステップS8に進んでスイッチ20、21によ
り、底部ヒ−タ17Aの通電率を他の側部ヒ−タ17
B、背部ヒータ17C及び扉ヒータ17Dより高くし、
加熱作用が高くなるようにPID制御を行う。
【0022】前述の如く底部ヒータ17Aは内箱4の底
壁4Aの外面に接触状態で設けられており、底壁4A上
には加湿皿8が載置されているので、上述の如く底部ヒ
−タ17Aの通電率を、他のヒ−タ17B、17C、1
7Dの通電率より高くすることにより、加湿皿8の加熱
温度を高くすることができる。それによって、貯蔵室2
6内は設定温度TSに近づくまでに加湿皿8からは活発
に水Wが蒸発し、貯蔵室26内は十分に加湿されるよう
になる。従って、断熱外扉6及び内扉5の開閉時に急激
な湿度低下があっても、短時間で貯蔵室26内湿度を所
定の湿度(98%RH)に復帰させることができるよう
になる。
【0023】係る底部ヒータ17Aの制御は外気温度や
断熱外扉6の開度にもよるが略15分間で程終了し、貯
蔵室26内温度TPが設定温度TS−0.5℃に達した
段階で、ステップS5よりステップS6に進んでフラグ
をリセットする。これによって、以後は各ヒータ17A
〜17Dの通常制御に復帰する(ステップS9)。
【0024】尚、以上の実施例では底部ヒータ17Aの
発熱を高くすることによって、底壁4A上の加湿皿8に
よる加湿性能を向上させたが、それに限らず、例えば各
ヒータ17A〜17Dの通電をそれぞれ別個に制御でき
るように回路構成し、且つ、温度センサ−を底壁4A、
左右側壁4B、背壁4C、断熱外扉6にそれぞれ設け、
各センサ−にて温度の低い場所のヒ−タの通電率を他の
部分のヒ−タより高くしても良い。係る制御によれば、
貯蔵室26内の温度分布をより均一とし、精度の高い温
度制御が可能となる。
【0025】また、実施例では内箱4の底壁4A、左右
側壁4B、4B及び背壁4Cにそれぞれヒータ17A〜
17Cを設けたが、それに限らず、底壁4A及び左右側
壁4B、4Bのみであっても、或いは天壁4Dにもヒー
タを設けた構造であっても差し支えない。
【0026】
【発明の効果】以上詳述した如く本発明によれば、内箱
の周囲の断熱材との間に空間を形成し、この空間内に設
けた加熱装置により、内箱周囲の空間から内箱内を均一
に加熱することができる。特に、加熱装置を、内箱の少
なくとも底壁及び左右側壁にそれぞれ対応して設けた複
数の加熱手段により構成し、制御装置により各加熱手段
をそれぞれを独立して制御するようにしたので、貯蔵室
内に加湿皿等を設けた場合には、貯蔵室内を迅速に加湿
することが可能となると共に、貯蔵室内の温度制御をよ
り均一且つ精密に達成することが可能となるものであ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の培養装置の実施例としての培養庫の斜
視図である。
【図2】培養庫の縦断正面図である。
【図3】培養庫の電気回路図である。
【図4】制御装置のプログラムを示すフロ−チャ−トで
ある。
【符号の説明】
1 培養庫 2 外箱 3 断熱材 4 内箱 4A 底壁 4B 左右側壁 4C 背壁 6 断熱外扉 9 空間 17 ヒータ 17A 底部ヒ−タ 17B 左右側部ヒ−タ 17C 背部ヒ−タ 17D 扉ヒ−タ 19 制御装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 三好 哲哉 大阪府守口市京阪本通2丁目18番地 三 洋電機株式会社内 (56)参考文献 特開 平5−227942(JP,A) 特開 平1−317385(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C12M 1/38

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 内側に断熱材を設けた外箱と、この外箱
    の断熱材との間に空間を有して内部に配された内箱と、
    前記空間内に設けられて前記内箱を加熱する加熱装置と
    を備えた培養装置において、 前記加熱装置前記内箱の少なくとも底壁及び左右側壁
    にそれぞれ対応して設けられた複数の加熱手段により構
    成すると共に各加熱手段を独立して制御する制御装置
    を設け、前記制御装置は、扉の開閉後は 前記底壁に設けた前記加
    熱手段の発熱を他の加熱手段よりも強くして、底面に載
    置された加湿用の水が貯溜された加湿皿を加熱すること
    を特徴とする培養装置。
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