(57)【要約】  タンク口（１１）を備えたタンク本体（１）と、タンク本体（１）内に配置された管アレイアセンブリ（２）と、タンク口(１１)を密封するように覆うトップカバー（３）とを含む管アレイ式の液体窒素タンクであって、トップカバー（３）はタンク口(１１)で回転可能であり、管アレイアセンブリ（２）はクライオチューブ(４)を配置するための複数の配置管(２１)からなり、配置管(２１)の一端に、前記トップカバーに向けるように開口が設置され、トップカバー（３）にはトップカバー（３）を貫通する少なくとも１つの管取出し口(３１)が設けられ、管取出し口(３１)毎を一つの管取出し口蓋(３２)で覆う。該管アレイ式の液体窒素タンクは、複数の配置管（２１）とからなる管アレイアセンブリ（２）を採用してクライオチューブ（４）を保存し、回転可能なトップカバー（３）および外部マニピュレータの協働により空間利用率を高め、保温性を高め、クライオチューブ（４）の安全性を効果的に保証し、クライオチューブ（４）の自動化保存及び取出しが便利になった。
2019535606.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
タンク口（１１）を備えたタンク本体（１）と、前記タンク本体（１）内に配置された管アレイアセンブリ（２）と、前記タンク口（１１）の上を密封するように覆うトップカバー（３）とを含む管アレイ式の液体窒素タンクであって、前記トップカバー（３）は前記タンク口（１１）内で回転可能であり、前記管アレイアセンブリ（２）はクライオチューブ（４）を配置するための複数の配置管（２１）からなり、前記配置管（２１）の一端に前記トップカバーに向けるように開口が設置され、前記トップカバー（３）に、前記トップカバー（３）を貫通する少なくとも１つの管取出し口（３１）が設けられ、前記管取出し口（３１）毎を一つの取出し口蓋（３２）で覆うことを特徴とする管アレイ式の液体窒素タンク。
【請求項２】
前記タンク本体（１）は二層構造であり、前記タンク本体（１）の二層構造の間の空間は真空であることを特徴とする請求項１に記載の管アレイ式の液体窒素タンク。
【請求項３】
前記タンク本体（１）は、内筒体（１３）と、前記内筒体（１３）の外側を被る外筒体（１２）とを含み、前記内筒体（１３）および前記外筒体（１２）の底部はお互いに固定され、前記内筒体（１３）の頂部は前記外筒体（１２）の頂部より低く、前記内筒体（１３）の頂部と前記外筒体（１２）の頂部は、ベローズ（１４）により接続されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の管アレイ式の液体窒素タンク。
【請求項４】
前記タンク本体（１）は、さらにベローズスリーブ（１５）を含み、前記ベローズスリーブ（１５）は、前記外筒体（１２）の頂部に固定されたスリーブ端部（１５１）と、前記スリーブ端部（１５１）から下方に延伸したスリーブ筒（１５２）とを含み、前記スリーブ筒（１５２）は前記ベローズ（１４）に配置され、前記ベローズ（１４）に面する前記スリーブ筒（１５２）の外周面は前記ベローズ（１４）の内周面にマッチし、前記スリーブ筒（１５２）の下端部が前記内筒体（１３）に固定されることを特徴とする請求項３に記載の管アレイ式の液体窒素タンク。
【請求項５】
前記スリーブ筒（１５２）の内周面は軸方向に沿って傾斜を有し、前記スリーブ筒（１５２）の内周面は前記トップカバー（３）と密封係合することを特徴とする請求項４に記載の管アレイ式の液体窒素タンク。
【請求項６】
前記管アレイアセンブリ（２）は、さらに上位置決め板（２２）、下位置決め板（２３）、及び前記上位置決め板（２２）と前記下位置決め板（２３）とを固定連結する中心軸（２４）を含み、前記上位置決め板（２２）には複数の上位置決め孔が設けられており、前記下位置決め板（２３）には複数の下位置決め孔が設けられており、前記上位置決め孔と前記下位置決め孔はお互いに対応し、同軸に配置され、前記配置管（２１）は前記上位置決め孔を貫通して対応する前記下位置決め孔に固定されることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の管アレイ式の液体窒素タンク。
【請求項７】
前記配置管（２１）の底部には補助ボール（２５）が配置され、前記補助ボール（４）に前記クライオチューブ（２５）が配置されていることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の管アレイ式の液体窒素タンク。
【請求項８】
前記トップカバー（３）には、少なくとも１つの位置センサ（３５）が設けられており、前記位置センサ（３５）は、前記トップカバー（３）の周方向に沿って配置されていることを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の管アレイ式の液体窒素タンク。
【請求項９】
前記管取出し口（３１）は、前記管アレイアセンブリ（２）の径方向に沿った全領域を覆っていることを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載の管アレイ式の液体窒素タンク。
【請求項１０】
前記管取出し口蓋（３２）は、前記管取出し口蓋頂板（３２１）と、前記管取出し口蓋頂板（３２１）の下方に位置する前記管取出し口蓋保温層（３２２）とを含み、前記管取出し口蓋保温層（３２２）は前記管取出し口（３１）と密封係合することを特徴とする請求項１から９のいずれか一項に記載の管アレイ式の液体窒素タンク。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は出願日が２０１６年１１月１４日の中国特許出願第２０１６１１０２６５００．８号の優先権を主張する。本出願は上記の中国特許出願の全文を引用する。
【０００２】
本出願は、管アレイ式の液体窒素タンクに関する。
【背景技術】
【０００３】
液体窒素タンクは病院と実験室で広く使われており、主に細胞、組織などの生体材料が凍って保存することに応用されている。伝統の液体窒素タンクの構造は溶接してなる２層の真空タンクを採用し、その頂部の中心から外れるところには開口が１つあり、その中に回転可能の内転体が１つあり、内転体にバスケットを配置し、バスケットの中にクライオチューブを積載するが、大型機械の溶接が一定のひずみが存在するため、内転体が回転する時精度を保証しにくく、クライオチューブの自動貯蔵に適用できないことがある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
既存の液体窒素タンクがクライオチューブの自動貯蔵に適用できないという技術的問題を解決するために、管アレイ式の液体窒素タンクを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、管アレイ式の液体窒素タンクを提供し、当該液体窒素タンクは、タンク口を備えたタンク本体と、タンク本体内に配置された管アレイアセンブリと、タンク口を密封するように覆うトップカバーとを含む管アレイ式の液体窒素タンクであって、トップカバーはタンク口内で回転可能であり、管アレイアセンブリはクライオチューブを配置するための複数の配置管からなり、配置管の一端に前記トップカバーに向けるように開口が設置され、前記トップカバーに、前記トップカバーを貫通する少なくとも１つの管取出し口が設けられ、管取出し口毎を一つの管取出し口カバーで覆う。上記の管アレイ式の液体窒素タンクは、複数の配置管からなる管アレイアセンブリを採用してクライオチューブを保存し、トップカバーと外部マニピュレータの協働によりクライオチューブの自動な保存及び取出しを実現した。
【０００６】
好ましくは、タンク本体は二層構造であり、タンク本体の二層構造の間の空間は真空である。タンク本体の中間挟み層を排気させてタンク本体の内部を断熱するための真空層を形成する。
【０００７】
好ましくは、タンク本体は、内筒体と、内筒体の外側を被る外筒体とを含み、内筒体および外筒体の底部はお互いに固定され、内筒体の頂部は外筒体の頂部より低く、内筒体の頂部と外筒体の頂部は、ベローズにより接続されている。ベローズの壁の厚さは内筒体の厚さよりはるかに小さく、同時にストロークを１倍以上増加し、そのため、内筒体の底部への熱伝達を減らし、液体窒素の損失を減らすことができる。
【０００８】
さらに好ましくは、タンク本体は、さらにベローズスリーブを含み、ベローズスリーブは、外筒体の頂部に固定されたスリーブ端部と、スリーブ端部から下方に延伸したスリーブ筒とを含み、スリーブ筒はベローズに配置され、スリーブ筒はベローズに面するスリーブ筒の外周面がベローズの内周面にマッチし、スリーブ筒の下端部は内筒体に固定される。ベローズスリーブは、ベローズの延伸による内筒体の変形を防ぐ。
【０００９】
さらに好ましくは、スリーブ筒の内周面は軸方向に沿って傾斜を有し、スリーブ筒の内周面はトップカバーと密封係合する。傾斜を有するスリーブ筒の内周面は、トップカバーとより良好に密封係合される。
【００１０】
好ましくは、管アレイアセンブリは、さらに上位置決め板、下位置決め板、及び上位置決め板と下位置決め板とを固定連結する中心軸を含み、上位置決め板には複数の上位置決め孔が設けられており、下位置決め板には複数の下位置決め孔が設けられており、上位置決め孔と下位置決め孔はお互いに対向して同軸に配置され、配置管は上位置決め孔を貫通して対応する下位置決め孔に固定される。
【００１１】
好ましくは、配置管の底部には補助ボールが配置され、補助ボールの上にクライオチューブが配置されている。補助ボールは、クライオチューブを吸い出す時にクライオチューブを押す作用だけでなく、クライオチューブが配置管内に落下した時の緩衝の役割も果たす。
【００１２】
好ましくは、トップカバーには、少なくとも１つの位置センサが設けられており、位置センサは、トップカバーの周方向に沿って配置されている。位置センサは、トップカバーの正確な回転位置を保証するために、トップカバーの回転角度を位置決める。
【００１３】
好ましくは、管取出し口は、管アレイアセンブリの径方向に沿った全領域を覆っている。クライオチューブの保存及び取出し位置が管アレイアセンブリ内のどこにあるかにかかわらず、トップカバーをある角度で回転させると、管取出し口を保存及び取出し位置に合わせることができる。
【００１４】
好ましくは、管取出し口蓋は、管取出し口蓋頂板と、管取出し口蓋頂板の下方に位置する管取出し口蓋保温層とを含み、管取出し口蓋保温層は管取出し口と密封係合する。管取出し口蓋保温層と管取出し口との密封係合により、管取出し口の保温効果が良好になる。
【００１５】
当技術分野の常識に適合すると、上記の様々な好ましい条件を任意に組み合わせて本発明の好ましい実施形態を得ることができる。
【００１６】
本発明の積極的で進歩的な効果は以下の通りである。
【００１７】
該管アレイ式の液体窒素タンクは、複数の配置管からなる管アレイアセンブリを採用してクライオチューブを保存し、回転可能なトップカバーと外部マニピュレータの協働により、空間利用率を高め、保温性を高め、クライオチューブの安全性を効果的に保証し、クライオチューブの自動化保存及び取出しが便利になった。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明に係る管アレイ式の液体窒素タンクの概略分解図である。
【図２】図１に示す管アレイ式の液体窒素タンクのタンク本体の概略構成図である。
【図３】図２に示す管アレイ式の液体窒素タンクのタンク本体の部分拡大図である。
【図４】図１に示す管アレイ式の液体窒素タンクの管アレイアセンブリの概略構成図である。
【図５】図４に示す管アレイ式の液体窒素タンクの管アレイアセンブリの部分拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明を以下の実施例によってさらに説明するが、記載された実施例の範囲に本発明を限定することを意図するものではない。
【００２０】
図１〜図５に示すように、本発明は、タンク口１１を備えたタンク本体１と、タンク本体１内に配置された管アレイアセンブリ２と、タンク口１１を密封するように覆うトップカバー３とを含む管アレイ式の液体窒素タンクであって、トップカバー３はタンク口１１内で回転可能であり、管アレイアセンブリ２はクライオチューブ４を配置するための複数の配置管２１からなり、配置管２１の一端に前記トップカバーに向けるように開口が設置され、トップカバー３にはトップカバー３を貫通する少なくとも１つの管取出し口３１が設置され、管取出し口３１毎を管取出し口蓋３２で覆う。
【００２１】
上記の管アレイ式の液体窒素タンクを使い、外部マニピュレータと協働してクライオチューブの自動保存及び取出しを実現でき、具体的なプロセスは以下の通りである。
【００２２】
クライオチューブ４を引き出しようとする場合、外部マニピュレータは、先ずトップカバー３を回転させ、トップカバー３の管取出し口３１を目標領域（すなわち、目標のクライオチューブ４が配置されている配置管２１の上方）に回転させ、次いで管取出し口蓋３２を持ち上げ、管取出し口３１を開ける。最後に、マニピュレータのピペットヘッドを作動させて管アレイアセンブリ２の上方の近くに配置し、目標のクライオチューブ４が配置されている配置管２１の中に上向きの吸引力を形成させ、ピペットヘッドに入るまでクライオチューブ４を上方へ吸い出す。
【００２３】
クライオチューブ４を保存しようとする場合、外部マニピュレータは、先ずトップカバー３を回転させ、トップカバー３の管取出し口３１を目標領域（すなわち、目標のクライオチューブ４を配置しようとする配置管２１の上方）に回転させ、次いで管取出し口蓋３２を持ち上げ、管取出し口３１を開ける。最後に、マニピュレータは、保存待ちのクライオチューブ４を配置管２１に入れる。
【００２４】
上記の管アレイ式の液体窒素タンクは、複数の配置管２１からなる管アレイアセンブリ２を使ってクライオチューブ４を保存し、トップカバー３と外部マニピュレータと協働してクライオチューブ４の自動化保存及び取出しを実現する。
【００２５】
図２〜図３に示すように、タンク本体１は二層構造であり、タンク本体１の二層構造の間の空間は真空である。タンク本体１の中間挟み層を排気させてタンク本体の内部を断熱するための真空層を形成する。
【００２６】
タンク本体１の一つの具体的な構造は次の通りである。タンク本体１は、内筒体１３と、内筒体１３の外側を被る外筒体１２とを含み、内筒体１３および外筒体１２の底部はお互いに固定され、内筒体１３の頂部は外筒体１２の頂部より低く、内筒体１３の頂部と外筒体１２の頂部は、ベローズ１４により接続されている。ベローズ１４の壁の厚さは内筒体１３の厚さよりはるかに小さく、同時にストロークを１倍以上増加し、そのため、内筒体１３の底部への熱伝達を減らし、液体窒素の損失を減らすことができる。
【００２７】
内筒体１３は真空層により下向きの圧力を受け、ベローズ１４の延伸による内筒体の変形を防ぐために、ベローズ１４には、波状軌跡と完全に一致するベローズスリーブ１５が被っており、ベローズスリーブ１５は、低い熱伝導率を有する非金属材料により製造される。
【００２８】
ベローズスリーブ１５の具体的な構成は以下の通りである。
【００２９】
ベローズスリーブ１５は、外筒体１２の頂部に固定されたスリーブ端部１５１と、スリーブ端部１５１から下方に延びるスリーブ筒１５２とを含み、スリーブ筒１５２はベローズ１４内に配置され、ベローズ１４に面するスリーブ筒１５２の外周面はベローズ１４の内周面にマッチし、スリーブ筒１５２の下端部は内筒１３に固定されている。
【００３０】
スリーブ筒１５２の内周面は軸方向に沿って傾斜を有しており、スリーブ筒１５２の内周面はトップカバー３と密封係合する。その中で、トップカバー３は、トップカバー頂板３３と、トップカバー頂板３３の下方に位置するトップカバー保温層３４とを含み、スリーブ筒１５２の内周面は、トップカバー保温層３４の外周面と密封係合する。
【００３１】
図４〜図５に示すように、管アレイアセンブリ２は、さらに上位置決め板２２、下位置決め板２３、及び上位置決め板２２と下位置決め板２３とを固定連結する中心軸２４を含み、上位置決め板２２には複数の上位置決め孔が設けられており、下位置決め板２３には複数の下位置決め孔が設けられており、上位置決め孔と下位置決め孔は互いに対応して、同軸に配置され、配置管２１は上位置決め孔を貫通して対応する下位置決め孔に固定される。上位置決め板２２と下位置決め板２３は互いに平行し、中心軸２４は上位置決め板２２及び下位置決め板２３の中心に位置しており、複数の上位置決め孔は中心軸２４の周方向に沿って多層環状に分布し、複数の下位置決め孔は中心軸２４の周方向に沿って多層環状に分布している。
【００３２】
配置管２１の底部には補助ボール２５が配置され、補助ボール２５の上にクライオチューブ４が配置されている。補助ボール２５の直径は、配置管２１の直径よりわずかに小さい。補助ボール２５は、シリカゲルのように柔らかく、軽量の材料からなる。マニピュレータのピペットヘッドがクライオチューブ４を上方へ吸い出す時、補助ボール２５は吸い上げられて上方へ移動して、補助ボール２５の上方に位置するクライオチューブ４を押して移動させる。補助ボール２５は、クライオチューブ４を吸い出す時にクライオチューブ４を押す作用だけでなく、クライオチューブ４が配置管２１内に落下した時に緩衝の役割も果たす。
【００３３】
トップカバー３の上には、少なくとも１つの位置センサ３５が設けられており、位置センサ３５は、トップカバーの周方向に沿って配置されている。保存及び取出す前に、まず保存及び取出し待ちのクライオチューブ４の位置を位置決め、その後、マニピュレータによってトップカバー３を回転させて、トップカバー３を所定の位置まで回転させる。回転中、位置センサ３５は、トップカバー３の正確な回転位置を保証するためにトップカバー３の回転角度を位置決める。位置センサ３５は、トップカバー３の周方向に沿って複数配置されている。その中で、好ましくは６つの位置センサ３５を設け、これらの位置センサはトップカバー３の周方向に均等に配置されている。
【００３４】
管取出し口３１は、管アレイアセンブリ２の径方向に沿った全領域を覆っている。クライオチューブ４の保存及び取出し位置が管アレイアセンブリ２内のどこにあるかにかかわらず、トップカバー３をある角度で回転させると、管取出し口３１を保存及び取出し位置に合わせることができ、管アレイアセンブリ２のあらゆる保存及び取出し位置を完全に覆うことを実現する。完全に覆う同時に、管取出し口３１の小面積を維持するために、管アレイアセンブリ２の径方向に沿った異なる位置に分布されるように管取出し口３１を複数設置することができる。その中で、好ましくは、図１に示すように、管取出し口３１を２つ設置するより小さい管取出し口３１が、管取出し口３１を開いたときの液体窒素の消費量を減少することができる。
【００３５】
図１に示すように、管取出し口蓋３２は、管取出し口蓋頂板３２１と、管取出し口蓋頂板３２１の下方に位置する管取出し口蓋保温層３２２とを含み、管取出し口蓋保温層３２２は管取出し口３１と密封係合する。
【００３６】
上記の配置管２１は、通常、アルミニウム製の管であり、配置管２１の長さは、クライオチューブ４の長さの数倍に設計することができ、複数のクライオチューブ４を順番に配置管２１内に配置することができる。
【００３７】
要約すると、本発明の管アレイ式の液体窒素タンクは、複数の配置管からなる管アレイアセンブリを採用してクライオチューブを保存し、回転可能なトップカバーおよび外部マニピュレータの協働により空間利用率を高め、保温性を高め、クライオチューブの安全性を効果的に保証し、クライオチューブの自動化保存及び取出しが容易になった。
【００３８】
上記には本発明の具体的な実施形態が説明されていたが、これらは例示のみで、本発明の原理および実質から逸脱しない限り、これらの実施形態に様々な変更または修正を加えられることを、当業者が理解するべきである。したがって、本発明の保護の範囲は添付の特許請求の範囲によって限定されている。
【符号の説明】
【００３９】
１ タンク本体
１１   タンク口
１２   外筒体
１３   内筒体
１４   ベローズ
１５   ベローズスリーブ
１５１ スリーブ端部
１５２ スリーブ筒
２ 管アレイアセンブリ
２１   配置管
２２   上位置決め板
２３   下位置決め板
２４   中心軸
２５   補助ボール
３ トップカバー
３１   管取出し口
３２   管取出し口蓋
３２１ 管取出し口蓋頂板
３２２ 管取出し口蓋保温層
３３   トップカバー頂板
３４   トップカバー保温層
３５   位置センサ
４ クライオチューブ
【図１】
2019535606.tif 000003
【図２】
2019535606.tif 000004
【図３】
2019535606.tif 000005
【図４】
2019535606.tif 000006
【図５】
2019535606.tif 000007
【国際調査報告】
2019535606.tif 000008
2019535606.tif 000009
2019535606.tif 000010
2019535606.tif 000011
2019535606.tif 000012