(57)【要約】本発明は、実験室試料を保管するための実験室温度調節装置（１）に関する。本発明は特に、培養細胞を生育させるためのインキュベータに関する。実験室温度調節装置のチャンバ（３）とハウジング（２）を熱的に分離するための効率的な措置が記述される。【選択図】図５ｅ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
実験室試料を温度調節して保管するための実験室温度調節装置（１）、特に細胞培養のためのインキュベータであって、
少なくとも１つのハウジング壁によって包囲されるハウジング内部空間を備えたハウジング（２）を有し、
実験室試料を収容するための、少なくとも１つのチャンバ壁によって包囲されたチャンバ内部空間を備えた、ハウジング内に配置された温度調節可能なチャンバ（３）を有し、
複数のスペース部材（３０；３０’；３０”；４０；４０'；２０；２０’）を有し、
スペース部材が少なくとも１つの第１の結合セクション（３１；４１；２１）を有し、前記第１の結合セクションによってスペース部材とハウジングが結合されており、かつ
第１の結合セクションから離隔した少なくとも１つの第２の結合セクション（３２；４２；２２）を有し、前記第２の結合セクションによってスペース部材とチャンバが結合されているので、チャンバがスペース部材によってハウジングに対して離隔して保持され、
スペース部材（３０；３０’；３０”；４０；４０'；２０；２０’）がそれぞれ１５Ｗ／（ｍＫ）より小さい熱伝導率を有する材料を使用して形成されている、
実験室温度調節装置。
【請求項２】
スペース部材の少なくとも１つが、１８０℃の駆動温度を許容する高性能プラスチックを使用して形成されている、請求項１に記載の実験室温度調節装置。
【請求項３】
前記高性能プラスチックがポリフェニレンスルファイド（ＰＰＳ）又はポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）である、請求項２に記載の実験室温度調節装置。
【請求項４】
前記高性能プラスチックが、機械的強化のためにファイバー添加物、特にグラスファイバーを有している、請求項２又は３に記載の実験室温度調節装置。
【請求項５】
少なくとも１つのスペース部材が、プレート形状の構成部品である、請求項１から４のいずれか１項に記載の実験室温度調節装置。
【請求項６】
少なくとも１つのスペース部材が、少なくとも１つの切り欠き及び／又は少なくとも１つの中空室を有している、請求項１から５のいずれか１項に記載の実験室温度調節装置。
【請求項７】
少なくとも１つのスペース部材が、複数のウェブ形状のセクションを有している、請求項１から６のいずれか１項に記載の実験室温度調節装置。
【請求項８】
少なくとも１つのウェブ形状のセクションが、第１の結合セクションと第２の結合セクションを結合し、かつ／又は少なくとも１つのウェブ形状のセクションが２つの第１の結合セクション又は２つの第２の結合セクションを結合する、請求項７に記載の実験室温度調節装置。
【請求項９】
ハウジングがハウジングフロント壁（２ａ）を有し、かつチャンバがチャンバフロント壁（３ａ）を有しており、ハウジングフロント壁とチャンバフロント壁が第１のシール（１２）によって互いに分離されており、前記シールがチャンバ開口部（３ｚ）の回りを一周しており、
ハウジングのアウタードアが、第２のシール（１４）を備えた内側を有しており、前記第２のシールは、アウタードアが閉鎖された状態において、第１のシールに添接し、かつチャンバ開口部の回りを一周する、
請求項１から８のいずれか１項に記載の実験室温度調節装置。
【請求項１０】
実験室温度調節装置、特に細胞培養用のインキュベータであって、
アウタードアとアウタードアによって閉鎖可能なハウジング開口部とを備えたハウジングを有し、前記ハウジング開口部がハウジングフロント壁内に形成されており、
ハウジング内に配置されて、チャンバ内側を包囲する、チャンバ開口部（３ｚ）を備えたチャンバ（３）を有し、前記チャンバ開口部がチャンバフロント壁（３）内に形成されており、
ハウジングフロント壁（２ａ）とチャンバフロント壁（３ａ）が弾性的な第１のシール（１２）によって互いに分離されており、前記第１のシールがチャンバ開口部の回りを一周しており、
アウタードア（４）が、第２のシール（１４）を備えた内側（４）を有し、前記第２のシールが、アウタードアの閉鎖された状態において、第１のシール（１２）に添接し、かつチャンバ開口部（３ｚ）のまわりを一周している、
実験室温度調節装置。
【請求項１１】
第１のシールが最小の材料厚（ｄ２）を有し、前記材料厚が、ハウジングフロント壁に対して垂直に測定して、ハウジングフロント壁とチャンバフロント壁の間の間隙の間隙幅（ｄ１）よりも小さい、請求項１０に記載の実験室温度調節装置。
【請求項１２】
アウタードアが閉鎖された状態において、第２のシールがハウジングフロント壁（２ａ）にも添接する、請求項１０又は１１に記載の実験室温度調節装置。
【請求項１３】
第２のシール（１４）が、アウタードア（４）の加熱された内側（４ａ）をアウタードアの外側から分離する、請求項１０、１１又は１２に記載の実験室温度調節装置。
【請求項１４】
実験室温度調節装置が複数のスペース部材を有し、スペース部材が少なくとも１つの第１の結合セクションを有し、前記第１の結合セクションによってスペース部材とハウジングが結合されており、かつ第１の結合セクションから離隔した少なくとも１つの第２の結合セクションを有し、前記第２の結合セクションによってスペース部材とチャンバが結合されているので、チャンバがスペース部材によってハウジングから離隔して保持され、スペース部材がそれぞれ、１５Ｗ／（ｍＫ）より小さい熱伝導率を有する材料を使用して形成されている、請求項１０、１１、１２又は１３に記載の実験室温度調節装置。
【請求項１５】
実験室温度調節装置がインキュベータ（１）、特に細胞培養のためのＣＯ2インキュベータである、請求項１から１４のいずれか１項に記載の実験室温度調節装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、目標温度において実験室試料を保管するための実験室温度調節装置に関する。これは特に、培養細胞を生育させるためのインキュベータに関する。
【背景技術】
【０００２】
実験室温度調節装置は、所定の目標温度において遮蔽された環境内で実験室試料を保管するために必要とされる。生物学及び医療用の実験室内で、インキュベータによって細胞培養内の細胞が管理された環境条件の下に保持されて、それによって試験管内で生きている細胞の育成が可能となる。そのために周囲から絶縁されたインキュベータチャンバの内部の雰囲気の温度とガス組成もしくは空気湿度がインキュベータの別体の装置によって所望の値に維持される。真核生物細胞は、ＣＯ2インキュベータ内で培養されなければならない。雰囲気は、所定のＣＯ2含有量とＯ2含有量及び所定の空気湿度を有する空気によって形成され、適切な温度はしばしば３７℃であって、その場合にこれらのパラメータは大体において調節可能である。細胞のためにそれぞれ必要とされる周囲条件を確実に保証するために、インキュベータチャンバ内の均質な温度分布もしくは均質な空調と外部の影響に対する外乱不感性が望ましい。
【０００３】
この種の実験室温度調節装置は、温度調節すべき実験室試料を収容するためのチャンバを有しており、このチャンバは、通常、ハウジングの内部に配置されており、かつ少なくともセクション的に絶縁材料によってこのハウジングから分離されている。ユーザーが試料をハウジング内に、特にチャンバ内に保管し、かつ再び取り出す場合の、チャンバへのアクセスは、通常、チャンバ開口部もしくはハウジング開口部を介して行われ、その開口部はハウジングドアを用いて閉鎖可能である。従来技術の実験室温度調節装置の問題は、特にチャンバ開口部もしくはハウジング開口部の領域内に位置することがある、ハウジングとチャンバの間の結合箇所に、ヒートブリッジが形成され、それがチャンバ気候の望ましくない乱れをもたらし得ることである。インキュベータにおいては、ヒートブリッジの近傍のチャンバ内壁に凝縮物が形成されることが、観察されている。というのは、これらの箇所において熱が外部へ通じるヒートブリッジを介して局所的に引き出され、それが結合箇所の近傍の内壁の局所的な冷却と凝縮をもたらすからである。凝縮物の形成は、回避することが重要である。というのは、それが内部空間を汚し、かつ病原菌が繁殖の土台として用いられるからである。さらにヒートブリッジは、連続的なエネルギ損失をもたらす。しかし原則的に、実験室温度調節装置のより少ないエネルギ消費が志向される。実験室温度調節装置が冷却器具として形成されている場合も、同様な特性、したがって均質な温度分布、外乱不感性及びより少ないエネルギ消費が望まれる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
したがって本発明の課題は、そのチャンバ内部空間が周囲から効率的に熱分離されている、改良された実験室温度調節装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明はこの課題を、それぞれ請求項１に記載の実験室温度調節装置と請求項１０に記載の実験室温度調節装置によって解決する。他の技術的解決と好ましい形態が、明細書内で挙げられ、さらに他の好ましい形態が下位請求項の対象である：
特に細胞培養のためのインキュベータである、本発明に係る実験室温度調節装置は、実験室試料を温度調節して保管するために用いられ、かつ、少なくとも１つのハウジング壁によって包囲されるハウジング内部を備えたハウジング、ハウジング内に配置された、少なくとも１つのチャンバ壁によって包囲される、実験室試料を収容するためのチャンバ内部を備えた温度調節可能なチャンバ、複数のスペース部材を有し、その場合にスペース部材が少なくとも１つの第１の結合セクションを有し、その第１の結合セクションによってスペース部材とハウジングが結合されており、かつ、第１の結合セクションから離隔した少なくとも１つの第２の結合セクションを有し、その第２の結合セクションによってスペース部材とチャンバが結合されているので、チャンバがスペース部材によってハウジングから離隔して保持され、その場合にスペース部材がそれぞれ、１５Ｗ／（ｍＫ）より小さい熱伝導率を有する材料を使用して形成されている。
【０００６】
スペース部材の熱伝導率が小さいことに基づいて、スペース部材は熱的な絶縁部材として作用する。それによってチャンバとハウジングの間の熱の流れは、チャンバとハウジングが金属の、したがってきわめて導通性の結合手段によって結合されている、従来の解決と比較して、著しく減少される。したがってチャンバとハウジングの間のヒートブリッジの形成は、最小限まで減少される。チャンバはスペース部材を介してハウジングに保持されるので、一方で、チャンバとハウジングの間の他の結合部材又は平面的な結合セクションを省くことができる、それらは望ましくないヒートブリッジを形成するものである。他方で、ハウジング内のチャンバの機械的な位置安定性は、スペース部材によって保証され、そのスペース部材の材料とその形状付与及び数は、この課題のために最適化可能であり、あるいは最適化されている。複数のスペース部材を準備することが、チャンバとハウジングの結合の熱伝導する横断面の削減を可能にし、他方ではチャンバとハウジングの間の機械的負荷を最適に分配する可能性を形成する。さらに、スペース部材をチャンバにかつ／又はハウジングに浮動支承するように整えられた少なくとも１つのスペース部材の選択によって、チャンバとハウジングの間の相対移動を可能にすることができ、それによって熱に基づく機械的応力が阻止される。
【０００７】
熱伝導特性のよくないスペース部材を使用することによって、特に、実験室温度調節装置がＣＯ2インキュベータとして形成されている場合に、チャンバ内部でチャンバ壁の、スペース部材によってハウジングと結合され、かつ熱の流出がローカルなヒートシンクとそれに伴ってローカルな凝縮発生地をもたらすことになる箇所における水蒸気の凝縮が阻止される。
【０００８】
特に好ましくは、スペース部材は非金属の材料を使用して形成されている。この種の非金属の材料は、金属よりもずっと低い熱伝導率を有している。材料、特に非金属の材料の熱伝導率は、好ましくは１０Ｗ／（ｍＫ）より小さく、好ましくは５Ｗ／（ｍＫ）より小さく、特に好ましくは２．５Ｗ／（ｍＫ）よりも小さい。
【０００９】
特に好ましくは、スペース部材はプラスチックを有する材料を使用して形成されており、特にプラスチックからなる。プラスチックは、ファイバー又は充填材によって強化することができる。スペース部材は、複合材料からなることができる。プラスチックベースの材料は、金属よりもずっと小さい熱伝導率を有する。材料、特にプラスチックを含む材料の熱伝導率は、好ましくは２Ｗ／（ｍＫ）よりも小さく、好ましくは１Ｗ／（ｍＫ）よりも小さく、特に好ましくは０．８Ｗ／（ｍＫ）よりも小さい。特に好ましくは材料は高性能プラスチックであって、それは特に高温に耐え、かつ特に１８０℃から２００℃の駆動温度を許容する。この種の温度は、インキュベータ内で、チャンバ内部を殺菌するための殺菌サイクルの間使用される。さらに高性能プラスチックは、冷蔵庫又は冷凍庫として形成された実験室温度調節装置内に存在する、きわめて低い温度にも耐える。特に好ましいことが明らかにされている材料は、ポリフェニレンスルファイド（ＰＰＳ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリエーテルケトン（ＰＥＫ）及び充填されたポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）である。それらの機械的特性は、特にファイバー添加及び充填材によってさらに改良される。
【００１０】
固体の熱伝導率は、原則的に温度に依存するパラメータである。本発明の明細書の枠内で、熱伝導率の記載は、標準的に２０℃における測定に関する。熱的に絶縁する材料の熱伝導率は、特に工業規格ＤＩＮ５２６１２−１を使用して定められる。
【００１１】
好ましくはスペース部材は、主として１５Ｗ／（ｍＫ）より小さい熱伝導率を有する材料からなる。好ましくはスペース部材は、完全に、あるいは実質的に完全に、１５Ｗ／（ｍＫ）より小さい熱伝導率を有する材料からなる。
【００１２】
好ましくはスペース部材は、少なくとも第１の結合セクションと第２の結合セクションとの間において少なくとも部分的に、特に第３のセクション内で、１５Ｗ／（ｍＫ）より小さい熱伝導率を有する材料からなる。それによって、スペース部材内の熱の流れが完全に、あるいは実質的に完全に、１５Ｗ／（ｍＫ）より小さい熱伝導率を有するセクション、特に第３のセクションを介して行われることが、保証されている。
【００１３】
第１と第２の結合セクションの間の熱的な分離は、材料特性「熱伝導率」に依存するだけでなく、スペース部材の幾何学的条件にも依存する。熱伝導体が理想的にまっすぐであり、もしくは熱的絶縁体が横断面Ａと長さＬ及び熱伝導率λを有する場合に、熱の時間的変化、したがって温度差ΔＴによってもたらされる熱流Ｑ’は、
【数１】
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によって与えられる。
【００１４】
第１と第２の結合セクションの間の、熱が流れる区間が長くなるほど、それだけ熱流が小さくなり、かつそれだけ熱的な分離が改良され、この区間が短くなるほど、それだけ熱的な分離が悪化する。第１と第２の結合セクションの間の熱流の方向に対して横方向にスペース部材の横断面が小さくなるほど、それだけ熱流が小さくなり、かつそれだけ熱的な分離が改良され、この横断面が大きくなるほど、それだけ熱的な分離が悪化する。しかし、スペース部材の機械的負荷能力に対する要請に基づいて、これは任意に薄くかつ長く形成することはできない。本発明の好ましい形態に基づく解決は、スペース部材が、−与えられた大きさと形状において−少なくとも１つの切り欠き及び／又は少なくとも１つの中空室を有していることにある。この種の中空室もしくはこの種の切り欠きは、一方で第１と第２の結合セクションの間に小さい熱流を発生させ、他方では充分な機械的耐久性を有する、スペース部材を提供することを許す。
【００１５】
第１の結合セクションは、スペース部材の、チャンバとハウジングがスペース部材によって結合される結合位置においてハウジングに配置され、かつそれと接触する、領域と見なされる。好ましくは第１の結合セクションはハウジングに支承され、特に滑り移動するように支承されている。第２の結合セクションは、スペース部材の、結合位置においてチャンバに配置され、かつそれと特に接触する、領域と見なされる。好ましくは第２の結合セクションは、チャンバに支承されており、かつ滑り移動するように支承することもできる。
【００１６】
好ましくはスペース部材は、少なくとも１つの中空室及び／又は少なくとも１つの切り欠きを有している。好ましくはスペース部材は、第１と第２の結合セクションを結合する少なくとも１つのセクションを有し、それは特に第３のセクションと称される。この少なくとも１つの第３のセクションは、好ましくはウェブ形状であって、それによって熱流が減少され、かつ熱抵抗は大きい。ウェブの長手方向に沿って、このウェブは引っ張りと押しに機械的に良好に耐えることができる。好ましくは、第１と第２の結合セクションの間のウェブ形状のセクションは、特に第１と第２の結合セクションを結ぶ仮想の軸線に沿って、線形に方向づけされている。それによって軸方向における機械的負荷耐性（引っ張り及び／又は押し）は大きい。好ましくは第１と第２の結合セクションを結合する複数の第３のセクションが設けられている。
【００１７】
好ましくは、スペース部材の第１及び／又は第２の結合セクションは、少なくとも１つの穴を有しており、その穴を用いてスペース部材はハウジング又はチャンバと結合可能である。特に、長穴として形成された少なくとも１つの穴を設けることができ、その穴は、ハウジング又はチャンバと結合される結合部材をスライド支承するように整えることができる。好ましくは金属ピン、特にボルトが設けられており、それが穴又は長穴を通って延びて、第１もしくは第２の結合セクションをハウジングもしくはチャンバと結合する。
【００１８】
好ましくはスペース部材は、１つより多い第１及び／又は第２の結合セクションを有している。それによってチャンバ固定の機械的な力は、さらに効果的に分配することができる。
【００１９】
好ましくはスペース部材は、プレート形状のセクションを有し、あるいはプレート形状である。プレート形状のスペース部材は、特にプレートの収容平面に対して平行な方向において、良好に機械的負荷をかけることができ、かつこの種の方向においては横断面が小さいので高められた熱抵抗を有し、それが熱的な分離のために望ましい。さらに、プレート形状の構成部品は平行な面に、特にチャンバ壁又はハウジング壁に、効果的に支承することができ、その場合にそれらの面は、プレート形状の構成部品の空間位置を安定させる。
【００２０】
好ましくはスペース部材は、複数の、特に互いに結合されたウェブセクションを有しており、それらは特に少なくとも部分的に、チャンバがスペース部材と結合される結合セクションの方向に、方向づけされている。
【００２１】
好ましくはスペース部材は、１つ又は複数の切り欠き、開口部又は中空室を有しており、かつ／又は少なくとも部分的に多孔である。
【００２２】
好ましくは実験室温度調節装置は、少なくとも１つのスペース部材を有しており、そのスペース部材がハウジングのフロント壁及びチャンバのフロント壁と結合されている。好ましくは実験室温度調節装置は、複数のスペース部材を有しており、それらはチャンバの下方の領域内で、ハウジングと、特にハウジングのフロント壁と、かつチャンバと、特にチャンバのフロント壁と、結合されている。下方の領域は、特にチャンバの底側のフロント壁であり、それがスペース部材によってハウジングの底側のフロント壁と結合されている。「底側」というのは、「底壁の近傍」を意味し、底壁はチャンバ又はハウジングの下方の外側壁である。
【００２３】
好ましくは実験室温度調節装置は、複数のスペース部材を有しており、それらがチャンバの上方の領域内でハウジングと、特にハウジングのフロント壁と、そしてチャンバと、特にチャンバのフロント壁と結合されている。上方の領域は、特にチャンバの天井壁であって、それがスペース部材によってハウジングの天井側のフロント壁と結合される。「天井側」というのは、「天井壁近傍」であって、天井壁はチャンバ又はハウジングの上方の外側壁である。
【００２４】
好ましくは少なくとも１つのスペース部材が設けられており、そのスペース部材はスペース部材をチャンバ及び／又はハウジングに浮動支承するように整えられている。浮動支承がチャンバとハウジングの間の相対移動を許し、その相対移動が実験室温度調節装置内の熱による機械的な応力を阻止するために使用可能である。浮動支承は、特にスペース部材のしかるべき第１及び／又は第２の結合セクションのスライド支承を介して行われる。スライド支承は、特にしかるべき結合セクションが長穴を有し、その中でチャンバ又はハウジングのスライド部材が滑り移動し、同時に結合をもたらすことによって、行われる。
【００２５】
本発明の第２の特別な視点によれば、実験室温度調節装置は以下のように構成されている：
本発明に係る実験室温度調節装置、特に細胞培養のためのインキュベータは、
アウタードアとアウタードアによって閉鎖可能なハウジング開口部とを備えたハウジングを有し、そのハウジング開口部がハウジングフロント壁に形成されており、
ハウジング内に配置された、チャンバ内部を包囲する、チャンバ開口部を備えたチャンバを有し、そのチャンバ開口部がチャンバフロント壁に形成されており、
その場合にハウジングフロント壁とチャンバフロント壁が第１のシールによって互いに分離されており、その第１のシールがチャンバ開口部の回りを一周しており、
その場合にアウタードアが、第２のシールを備えた内側を有しており、その第２のシールは、アウタードアの閉鎖された状態において、第１のシールに添接し、かつチャンバ開口部の回りを一周している。
【００２６】
この種の本発明に係る実験室温度調節装置は、アウタードアが閉鎖された場合にチャンバドアとハウジングドアとの間に形成される間隙がハウジングと接触しない、という利点を有している。その理由は、アウタードアが閉鎖された状態において、第１のシールが隙間なしに接触することによって、第２のシールが間隙の側方を画成することである。したがって間隙内に含まれる、チャンバによって温められた空気混合気がハウジングの温度調節されない外側壁と接触すること、及びそれに伴って間隙とハウジングとの間に対流による熱移送は、不可能である。
【００２７】
第１のシールと第２のシールは、好ましくはエラストマー材料から形成されており、それは、特に２００℃までの高温に耐える。エラストマー材料は、特にエラストマープラスチック、特にシリコンプラスチック、特にプラスチック泡、好ましくはシリコン泡である。
【００２８】
第１のシールは、ハウジングフロント壁とチャンバフロント壁を結合する。第１のシールは、ハウジングフロント壁に対して垂直に測定して、ハウジングフロント壁とチャンバフロント壁の間の最短の結合もしくは間隙幅よりも小さい、最小又は平均的な材料厚を有している。特に第１のシールの最小又は平均的な材料厚ｄ２は、１ｃｍ、特に０．８ｃｍより小さく、好ましくは０．２ｃｍと１ｃｍの間である。最短の結合は、特にハウジングフロント壁とチャンバフロント壁との間の間隙幅によって与えられる。間隙幅ｄ１は、好ましくは１．０ｃｍより大きく、かつ好ましくは１．２ｃｍより大きい領域内、好ましくは１．０ｃｍから２．０ｃｍの領域内、好ましくは１．２ｃｍと１．８ｃｍの間の領域内、好ましくは１．２と１．６ｃｍの間の領域内にある。しかし間隙は、もっと幅広であってもよく、したがって第１のシールもより幅広にすることができる。上述した好ましい形態（間隙幅の方向における最大の熱流区間及びこの方向に対して垂直の最小の熱伝導する横断面）によって、第１のシールの熱抵抗が最大となる。
【００２９】
第２のシールは、好ましくは、アウタードアの近傍に位置する、一周する第１のシール領域を有しており、その第１のシール領域は、好ましくは第１のシール領域と一体的に結合された第２のシール領域よりも高い弾性係数を有しており、その第２のシール領域は特により柔らかく、かつアウタードアの閉鎖された位置において第１のシールの近傍に位置し、かつそれと接触する。アウタードアとハウジングの間のより柔らかいシール領域によって、アウタードアとチャンバドアの間の間隙がより良好に密閉され、さらにチャンバドアを閉鎖するために必要な力が減少されるので、ユーザーにとって操作がより容易になる。第１のシール領域は、好ましくはエラストマー、特にシリコンを使用して形成されており、第２のシール領域は、好ましくは発泡されたエラストマー、特にシリコン泡によって形成されている。
【００３０】
本発明の第３の特別な視点によれば、実験室温度調節装置は以下のように構成されている：
本発明に係る実験室温度調節装置、特に細胞培養のためのインキュベータは、
アウタードアとアウタードアによって閉鎖可能なハウジング開口部とを備えたハウジングを有し、そのハウジング開口部がハウジングフロント壁に形成されており、
ハウジング内に配置されて、チャンバ内部を包囲する、チャンバ開口部を備えたチャンバを有し、そのチャンバ開口部がチャンバフロント壁に配置されており、
その場合にハウジングフロント壁とチャンバフロント壁が間隙によって分離されており、かつ
その場合にハウジングフロント壁の、チャンバ開口部の回りを一種する壁終端セクションがハウジング開口部を形成し、かつその場合にチャンバフロント壁がチャンバ開口部を取り巻くフランジを形成し、そのフランジが、チャンバ開口部の回りを一周する壁終端部分内で終了しており、
その場合にハウジングフロント壁の壁終端セクションとチャンバフロント壁の壁終端セクションが、それぞれ０．５ｍｍと４．０ｍｍの間の、好ましくは０．８ｍｍと３．０ｍｍの間の厚みを有しており、かつ互いに対向し、それによって間隙が形成される。
【００３１】
この形態によって、ハウジングフロント壁の壁終端セクションとチャンバフロント壁の壁終端セクションとの間の熱放射による熱伝達が最小に抑えられ、かつチャンバとハウジングの間の熱的分離がさらに改良される。
【００３２】
特にハウジングフロント壁の壁終端セクションとチャンバフロント壁の壁終端セクションは、チャンバ開口部の平面に対して垂直の投影方向に関して、重なることなしに配置されており、すなわちこの平面への両壁終端セクションの投影は、互いに交差しない。ハウジングフロント壁の特に平坦な壁終端セクションとチャンバフロント壁の特に平坦な壁終端セクションは、好ましくは同一の平面内に位置する。
【００３３】
実験室試料を保管するための実験室温度調節装置は、特に実験室試料を温度調節するための温度調節キャビネットである。この種の機器は、電気的に駆動され、かつ電圧接続端を有している。
【００３４】
温度調節キャビネットは、実験室試料の温度を調節し、すなわち温度調節キャビネットはハウジング内部及びそれに伴ってそこに保管する実験室試料を許容誤差の枠内で、温度閉ループ制御によって、特にユーザーによって調節可能な目標温度に維持する。目標温度は、加熱キャビネット又はインキュベータの場合がそうであるように、室温（周囲温度）の上とすることができ、あるいは冷蔵庫又は冷凍庫の場合がそうであるように、室温の下とすることができる。実験室温度調節装置が空調キャビネットとして形成されている場合には、好ましくはハウジングの内部を前もって支配している空調パラメータも許容誤差の枠内で閉ループ制御される。この空調パラメータは、空気湿度及び／又はガス濃度、たとえばＣＯ2、Ｏ2及び／又はＮ2の濃度とすることができる。この種の空調キャビネットは、たとえば生きている培養細胞からなる実験室試料用のインキュベータである。
【００３５】
実験室温度調節装置は、好ましくはハウジングを有している。ハウジングは、好ましくは外側のハウジングであって、そのハウジング壁が周囲と接触している。したがってハウジングドアは、外側のハウジングドアとすることができ、それが閉鎖位置において周囲に隣接する。
【００３６】
ハウジングドアは、特に継ぎ手装置を有しており、その継ぎ手装置がハウジングドアをハウジングと揺動可能に結合する。この種の揺動ドアは、回転によって閉鎖位置と開放位置の間で移動される。継ぎ手装置は、−実験室キャビネット装置の規定どおりの使用において−特に直方体形状のハウジングの垂直に方向づけされた外側エッジに配置することができ、その外側エッジがハウジング開口部に隣接する。直方体形状のハウジングの底プレートは、実験室キャビネット装置の規定どおりの使用において水平に配置されており、ハウジングの側壁は特に垂直に配置されており、かつハウジングの天井プレートは特に底プレートに対向して水平に配置されている。
【００３７】
しかしチャンバドア又はハウジングドアは、スライドドアであってもよく、そのスライドドアは並進運動によって開放された位置と閉鎖された位置の間で移動される。チャンバドア又はハウジングドアの揺動／並進運動の混合も、可能である。
【００３８】
データ処理装置は、好ましくは、実験室温度調節装置の機能を制御する電気的な制御装置の構成要素である。制御装置の機能は、特に電子回路によって実装されている。制御装置は、データを処理するための計算ユニット（ＣＰＵ）及び／又はマイクロプロセッサを有することができ、それがデータ処理装置を含むことができる。制御装置及び／又はデータ処理装置は、好ましくは制御方法を実施するように形成されており、その制御方法は、制御ソフトウェア又は制御プログラムとも称される。インキュベータ及び／又は制御装置の機能は、方法ステップにおいて記述することができる。それらは、制御プログラムの構成要素として、特に制御プログラムのサブプログラムとして、実現することができる。
【００３９】
好ましくは、実験室温度調節装置は実験室温度調節キャビネット、特にインキュベータである。インキュベータは、実験室インキュベータであり、したがって種々の生物学的成長及び育成プロセスのための管理された空調条件を形成して、維持することができる、器具である。それは特に、インキュベータチャンバ内の閉ループ制御されるガス及び／又は空気湿度及び／又は温度の条件を有するマイクロ空調を形成して維持するために用いられ、その場合にこの操作は時間依存することができる。実験室インキュベータ、特に実験室インキュベータの操作装置は、特にタイマー、特にタイムスイッチ、加熱装置及び／又は冷却装置として形成された温度調節装置及び好ましくはインキュベータチャンバへ供給される交換ガスを閉ループ制御するための調節装置、インキュベータのインキュベータチャンバ内のガスの組成を調節するため、特にガスのＣＯ2及び／又はＯ2及び／又はＮ2の含有量を調節するための調節装置及び／又はインキュベータのインキュベータチャンバ内の空気湿度を調節するための調節装置を有することができる。
【００４０】
インキュベータは、特にインキュベータチャンバ（＝チャンバ）を有しており、さらに好ましくは少なくとも１つの閉ループ制御回路を有する閉ループ制御装置を有し、その閉ループ制御回路に操作部材として少なくとも１つの温度調節装置が、そして測定部材として少なくとも１つの温度センサが対応づけられている。さらに、それぞれ実施形態に応じて、空気湿度自体は空気湿気センサ（ｒＨセンサ）によって測定されず、かつ空気湿度は制御回路の入力量ではないが、空気湿気も閉ループ制御することができる。蒸発を介して空気湿度を調節するために、インキュベータチャンバ内の水を満たした槽を加熱し、あるいは冷却することができる。ＣＯ2インキュベータは、特に動物もしくは人の細胞を培養するために用いられる。インキュベータは、少なくとも１つの細胞培養容器を転向させるための転向装置及び／又は少なくとも１つの細胞培養容器を揺す振り、もしくは運動させるための揺す振り装置を有することができる。
【００４１】
制御装置は、インキュベータのプログラムパラメータ又は制御パラメータが自動的に他のデータに従って選択されるように、整えることができる。インキュベータにおいては、制御パラメータによって制御される、少なくとも１つの細胞培養容器内の少なくとも１つの培養細胞の処理は、特に少なくとも１つの培養細胞が受ける空調処理に相当する。可能なパラメータ、特にプログラムパラメータ、特に空調処理の調節のために使用されるユーザーパラメータは、特に、少なくとも１つの試料がその中で培養されるインキュベータ空間の温度、インキュベータ内部空間内のＯ2及び／又はＣＯ2及び／又はＮ2の相対ガス濃度、インキュベータ内部空間内の空気湿度及び／又は少なくとも１つのシーケンスパラメータを定め、そのシーケンスパラメータは複数の
ステップからなるインキュベーション処理プログラムのシーケンス、特に順序を調節し、あるいは定める。
【００４２】
温度調節装置は、加熱装置／冷却装置の組合せとすることができる。それは、好ましくは単なる加熱装置である。この加熱装置は、特に電気的な抵抗ワイヤを介して熱を発生させることができる。
【００４３】
実験室温度調節装置もしくはインキュベータは、正確に１つのチャンバを有することができるが、複数のチャンバを有することもでき、それらの雰囲気（温度、相対ガス濃度、空気湿気）は特に個別に、あるいはまとめて調節可能とすることができる。チャンバの内部の典型的な大きさは、５０リットルと４００リットルの間にあり、その場合に特別な適用（ＩＶＦ）のためには、より小さいチャンバ大きさ、特に１０から４９リットルが可能である。
【００４４】
本発明の枠内で挙げられた特徴及び請求項１に記載の本発明に係る実験室温度調節装置の好ましい形態は、第２又は第３の特別な視点に基づく本発明に係る実験室温度調節装置の形態についても、使用することができる。請求項１に記載の実験室温度調節装置も、第２又は第３の特別な視点に基づく本発明に係る実験室温度調節装置の特徴によって形成することができる。本発明に係る実験室温度調節装置の他の好ましい形態が、図に基づく実施例の説明から理解される。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１ａ】図１ａは、実施例に基づく本発明に係るインキュベータを、ハウジングドアの閉鎖された状態において示す側方−正面の斜視図である。
【図１ｂ】図１ｂは、図１ａのインキュベータを示す側方−背面の斜視図である。
【図１ｃ】図１ｃは、図１ａのインキュベータを、ハウジングドアを開放した状態で示す側方−正面の斜視図である。
【図２ａ】図２ａは、図１ａのインキュベータを、ハウジングドアを取り去って、側壁に対して平行かつインキュベータの中央を通って延びる平面に沿った横断面で示す、側方−正面の斜視図である。
【図２ｂ】図２ｂは、図２ａの詳細として、チャンバとハウジングの間のスペース部材として用いられる、インキュベータのアクセスポートを示している。
【図３ａ】図３ａは、ハウジングフロント壁とチャンバ、ハウジングフロント壁とチャンバフロントシートとの間に配置されたスペース部材及びチャンバ背壁に配置された、図１ａのインキュベータのアクセスポートの背面を示す斜視図である。
【図３ｂ】図３ｂは、図３ａに示される諸部分の側方−背側を示す斜視図である。
【図４ａ】図４ａは、図３ａに示す諸部分及び取り付け部材を有するハウジング背壁の一部の側方−背側を示す斜視図である。
【図４ｂ】図４ｂは、図４ａの配置に従って、スペース部材として用いられるアクセスポートを示す横断面図である。
【図５ａ】図５ａは、図３ａのインキュベータの下方の領域内のハウジングフロント壁とチャンバ及びそこでハウジングフロント壁とチャンバフロントシートの間に配置されているスペース部材の背側の一部を示す斜視図である。
【図５ｂ】図５ｂは、図５ａの一部として、そこの中央に取り付けられているスペース部材を示している。
【図５ｃ】図５ｃは、図５ｂのスペース部材のチャンバ側の第２の結合セクションの横断面を示す斜視図であって、その場合に横断面はプレート形状のスペース部材の主要平面に対して垂直かつ図５ｂのラインＬ２に沿って延びている。
【図５ｄ】図５ｄは、図５ｂのスペース部材のハウジング側の第１の結合セクションの横断面を示す斜視図であって、その場合に横断面はプレート形状のスペース部材の主要平面に対して垂直かつ図５ｂのラインＬ１に沿って延びている。
【図５ｅ】図５ｅは、図５ａの一部として、そこで図中左に示されるスペース部材を示している。
【図５ｆ】図５ｆは、図５ｅのスペース部材のハウジング側の第１の結合セクションの横断面を示す斜視図であって、その場合に横断面はプレート形状のスペース部材の主要平面に対して垂直かつ図５ｅのラインＬ３に沿って延びている。
【図５ｇ】図５ｇは、図５ｅのスペース部材を示す上面図である。
【図５ｈ】図５ｈは、図５ｅに示すプレート形状のスペース部材の主要側を示す斜視図である。
【図５ｉ】図５ｉは、図５ｈとは逆の、かつそこでは見えない、プレート形状のスペース部材の主要側を示す斜視図であって、その主要側は取り付けられた状態においてインキュベータのフロント側を向く。
【図６ａ】図６ａは、図３ａのインキュベータの上方の領域内のハウジングフロント壁とチャンバ及びそこにおいてハウジングフロント壁とチャンバフロント領域との間に配置されたスペース部材の背面の一部を示す斜視図である。
【図６ｂ】図６ｂは、図６ａのセクションとして、そこにおいて図の左に見られるスペース部材を示している。
【図６ｃ】図６ｃは、図６ｂのスペース部材のチャンバ側の第２の結合セクションの横断面を示す斜視図であって、その場合に横断面はプレート形状のスペース部材の主要平面に対して垂直かつ図６ｂのラインＬ４に沿って延びている。
【図６ｄ】図６ｄは、図６ｂのスペース部材のハウジング側の第１の結合セクションの横断面を示す斜視図であって、その場合に横断面はプレート形状のスペース部材の主要平面に対して垂直かつ図６ｂのラインＬ５に沿って延びている。
【図６ｅ】図６ｅは、図６ｂのスペース部材を示す上面図である。
【図６ｆ】図６ｆは、図６ｂに示すプレート形状のスペース部材の主要側を示す斜視図である。
【図６ｇ】図６ｇは、図６ｆとは逆の、そこでは見られないプレート形状のスペース部材の主要側を斜めに見て示す斜視図であって、その主要側は取り付けられた状態においてインキュベータのフロント側を向く。
【図７】図７は、図１ａの側方の横断面の一部を示しており、その場合に横断面はインキュベータの側壁に対して平行に延びており、かつインキュベータの上方のフロント領域を示している。
【発明を実施するための形態】
【００４６】
図１ａは、培養細胞を育成するための、インキュベータ１として形成された実験室温度調節装置１、ここでは真核生物細胞を育成するための、ＣＯ2インキュベータとして形成された実験室温度調節キャビネットを示している。インキュベータ１は、少なくとも１つのハウジング壁２によって包囲されたハウジング内部空間を備えたハウジング２と、少なくとも１つのチャンバ壁によって包囲された、実験室試料を収容するためのチャンバ内部空間を備えた、ハウジング内に配置された温度調節可能なチャンバ３（図２ａを参照）とを有している。ハウジングの外側壁は、インキュベータの他のすべての構成部品を支持するように、互いに結合されている。ハウジングは、ベース８上に据えられている。規定どおりの使用において、ハウジングの側壁２ｃの外側、フロント壁２ａ、背壁２ｂ及びハウジングドアの外側とその内側４ａ、並びにチャンバの側壁、チャンバフロント壁３ａ及びチャンバ背壁３ｂは、垂直に、したがって重力方向に対して平行に配置されている。したがってハウジングの上方の外側２ｄと見えない底側及びチャンバの底壁と天井壁は、水平に配置されている。本発明の説明の文脈において、「下方へ向かう」方向は常に重力の方向であって、規定どおりに駆動される実験室温度調節装置がそれを用いて方向づけされており、「上方へ向かう」方向は、逆の方向である。「前方へ向かう」方向は、閉鎖されたハウジングドアの前側に対して水平の方向であり、「後方へ向かう」方向は、インキュベータの後ろ側に対して水平の方向である。チャンバは特殊鋼から形成されており、ハウジングは塗装された金属シートから形成されている。
【００４７】
ハウジングドア４は、ユーザーインターフェイス装置５を支持しており、それがここでは接触を感知するディスプレイを有しており、そのディスプレイはユーザーによって情報の読みだしと入力のために使用される。ハウジングドアは、２つの継ぎ手９を有しており、それらがハウジングドアをハウジング２と結合する。上方と下方のハウジング側の保持セクション７ａ及び上方と下方のハウジングドア側の保持セクション７ｂを有する磁気的なロック装置７を用いて、ハウジングドアが閉鎖された位置に保持される。ハウジングドアはドアグリップ６を有しており、そのドアグリップは上方と下方のハウジングドア側の保持セクション７ｂの位置においてハウジングドアと結合されており、かつ垂直に延びている。
【００４８】
ハウジングフロント壁２ａは、垂直に延びており、かつ同様に垂直に延びるチャンバフロント壁３ａ、すなわち前方へ向いた面及びここでは後方を向いた面とも整合しており、ハウジングフロント壁２ａとチャンバフロント壁３ａは実質的に同じ平面内に位置する。図７を参照。
【００４９】
図１ｃに示すように、ハウジングフロント壁２ａとチャンバフロント壁３ａの間に弾性的なシール１２が挿入されており、そのシールはそこで溝によって形状結合で保持され、その溝内へハウジングフロント壁２ａとチャンバフロント壁３ａの端縁が嵌入する。図７も参照。
【００５０】
図１ｃにおいて、ハウジングドア４は開放して示されている。チャンバドア１０は、継ぎ手１５によってチャンバフロント壁３ａに固定されており、かつ図示される位置において磁気的なハンドロック１３によって閉鎖保持されるので、チャンバ内部空間はアクセスできない。しかし、チャンバドア１０は透明なので、この位置においてユーザーは内部を見ることができる。チャンバドアは、チャンバドアの一周する弾性的なシールによってチャンバフロント壁に気密に保持される。ハウジングの内側４ａは、一周する弾性的なシール１４を有しており、そのシールはハウジングドアが閉鎖された状態においてハウジングフロント壁及びそこに一周するシール１２に面一で添接し、かつチャンバドア１０とハウジングドア４ａの間の領域を気密に遮蔽する。
【００５１】
図２ａに部分的に見られるように、インキュベータは２つの温度調節装置を有しており、それらがチャンバ内部空間３を温度調節し、すなわちその温度を温度閉ループ制御によって調節する。そのために必要な構成部品１８の一部が、ハウジング底壁２ｅとチャンバ底壁３ｅの間に配置されている。上方の発熱回路の発熱コイル（図示せず）が、チャンバ天井壁３ｄの外側及びチャンバ側壁の上方の領域、ここではチャンバの側壁３ｃの高さに沿った上約２／３と熱的にカップリングされ、かつ結合されている。下方の発熱回路の発熱コイル（図示せず）は、チャンバ底壁３ｅの外側及びチャンバ側壁の下方の部分、ここではチャンバの側壁３ｃの高さに沿った下約１／３と熱的にカップリングされ、かつ結合されている。
【００５２】
チャンバとハウジングの間に、熱的な絶縁装置１９が設けられている。その絶縁装置がチャンバとそれに添接する温度調節装置をハウジングから絶縁し、そのハウジングの外側は直接周囲と接続されている。インキュベータは、通常、１８℃と２８℃の間の外気温において作動する。温度調節装置もしくは温度閉ループ制御は、この領域内では特に効率的に作動する。絶縁装置は、グラスウールもしくはミネラルウールからなるＵ字状に屈曲された絶縁部材１９ｂを有しており、その絶縁部材がチャンバ天井プレートと２つのチャンバ側壁３ｃを包囲する。それが底と背壁へ向かってＰＩＲ泡（ポリイソシアヌレート泡）からなる絶縁プレート１９ｃに連通し、かつハウジングとチャンバのフロント側に対して一周するニードルフリース細片１９ａによって隔離されており、そのニードルフリース細片がハウジングフロント壁２ａ、チャンバフロント壁３ａ及びシール１２に添接する。外側へ向かうチャンバの熱絶縁は、本発明に係る装置によって最適化される。
【００５３】
ハウジング背壁２ｂに、背側に取り付けられたコンポーネントを覆うために二重のハウジング背壁１６が固定されている。この背壁は、グリップ１７を用いて取り外すことができる。
【００５４】
図２ｂに詳細に示されるように、インキュベータはその背側に２つのアクセスポート２０、２０’を有しており、そのアクセスポートによってユーザーは、たとえば内部に配置されている測定器具を駆動するために、チャンバの背壁内の開口部２０ｈ、２０'ｈを通してチャンバの内部へケーブルを敷設することができる。ポート２０、２０’は、ここではスペース部材としても用いられ、そのスペース部材がチャンバ３をハウジング２に対して間隔をおいて保持し、かつチャンバとその取り付け部分及び内容物の重量の一部を支持する。そのためにアクセスポートは円筒形状の構成部品２０を有しており、その構成部品は１５Ｗ／（ｍＫ）より小さい熱伝導率を有する材料、ここではＰＰＳからなる。これは、第２の結合セクションとして用いられるフランジ２２を有しており、そのフランジがチャンバ背壁３ｂの内側に添接し、かつＰＰＳからなる第１のねじリング２０ａによってチャンバ背壁３ｂに対して押圧される。円筒形状の構成部品２０の外側を向いた端部２１は、第１の結合セクションとして用いられ、それによってスペース部材２０がハウジングに固定されている。そのために第３のねじリング２０ｂと第２のねじリング２０ｂが円筒形状の構成部品２０上に螺合されるので、ハウジング背壁２ｂは第２と第３のねじリングの間に固定される。ねじリング２０ａ、２０ｂ、２０ｃを固定するために、円筒形状の構成部品２０はそれに応じた外ねじを有している。スペース部材２０’は、同様に構成されている。アクセスポートが必要とされない場合には、アクセスポートは熱絶縁する材料、たとえばシリコン泡からなる栓２５によって塞がれる。
【００５５】
本発明によれば、チャンバ３は複数のスペース部材によってハウジングに対して距離をおいて保持され、そのスペース部材は、ファイバー充填材によって強化されたＰＰＳを使用することにより、１５Ｗ／（ｍＫ）より小さい、ここではそれぞれ０．５Ｗ／（ｍＫ）の熱伝導率を有する。インキュベータは、複数のスペース部材３０、３０’、３０”、４０、４０’、２０、２０’を有しており、その場合に１つのスペース部材が、スペース部材とハウジング２を結合する、少なくとも１つの第１の結合セクション３１、４１、２１と、スペース部材とチャンバを結合する、第１の結合セクションから離隔した少なくとも１つの第２の結合セクション３２、４２、２２とを有している。
【００５６】
図３ａは、ハウジングフロント壁２ａとチャンバ３、ハウジングフロント壁２ａとチャンバフロント壁３ａの間に配置されたスペース部材３０、３０’、３０”、４０、４０’及びチャンバ背壁３ｂに配置された、スペース部材としても用いられる、図１ａのインキュベータのアクセスポート２０、２０’の背側を斜視図で示している。
【００５７】
フロント側に設けられたスペース部材３０、３０’、３０”、４０、４０’によって、ハウジングフロント壁２ａと整合するチャンバフロント壁３ａが間隔ｄに維持され、その間隔は一定で約１４ｍｍである。これは、チャンバ開口部を中心に延びる間隙２９内にもたらされ、その間隙は熱絶縁するシール１２によって満たされる。スペース部材３０、３０’、３０”、４０、４０’は、本発明によれば、チャンバ及びその取り付け物の重量及びその最大許される充填重量の主要部分をインキュベータの寿命全体にわたって問題なく、かつ確実に支持することができるように、形成されている。フロント側のスペース部材の数は、結合の機械的、化学的及び熱的な負荷耐性に対する、かつ熱絶縁性に対する要請の共通部分から生じる。これらのパラメータは、一方で、適切な材料選択により、他方ではスペース部材の好ましい幾何学的構造によって調節することができる。
【００５８】
スペース部材を特に射出成形方法によって一体的に形成する材料として、ここでは高性能プラスチック、特に高性能プラスチックからなるマトリクスを有する複合体、が選択されている。これは、ここではＰＰＳ  ＧＦ４０として、したがって４０％のグラスファイバー添加物を有するＰＰＳが選択されており、ここではそれはさらに２５％のミネラル充填材の添加物を有している。それによって、２２０℃までの優れた耐熱性がもたらされる。これによって、チャンバを殺菌目的で１８０℃まで加熱することが、問題なく許され、それが最近のインキュベータに対する標準要請である。２０℃において、特に２０℃と６０℃の間において測定された、上述したＰＰＳ材料の熱膨張は、グラスファイバーに対して長手方向に１５*１０-6Ｋ-1であり、かつグラスファイバーに対して横方向においては３０*１０-6Ｋ-1である。ＰＰＳ材料の熱伝導率は０．５Ｗ／（ｍＫ）でしかなく、したがって高い熱抵抗が生じ、チャンバとハウジングの熱分離のために理想的である。ＩＳＯ５２７に基づくＰＰＳ材料の抗張強度は、約１５０ＭＰａである。
【００５９】
フロント側のスペース部材の幾何学的構造は、収容すべき支持荷重に関して、かつ熱流を減少させるために、最適化されている。そのために特に、熱流を定める横断面がスペース部材３０の第１と第２の結合セクションの間に位置する「第３のセクション」によって最小に抑えられ、他方では第３のセクションの最大化によって、熱流によって克服すべき間隔を得るようにされている。そのためにここでは、底側のスペース部材３０、３０’、３０”は、−それぞれ構造的に等しい−複数のウェブ形状のセクション３５ａ、３５ｂ、３５ｃ、３５ｄ、３５ｅを有するように構成されており、それらが第１の結合セクション３１を第２の結合セクションと結合する。
【００６０】
フロント側のスペース部材３０、３０’、３０”、４０、４０’は、ここでは実質的にプレート形状の構成部品であり、それが２つの対向する主要側、すなわち図５ｈもしくは図６ｆに見られるスペース部材の背側と、図５ｉもしくは図６ｇに見られるスペース部材の前側とを有しており、それらはプレート形状の構成部品の主要平面に対して平行に延びている。図５ｇと図６ｅ内の図は、この主要平面に対して平行である。この主要平面に対して平行の、フロント側のプレート形状のスペース部材の横断面は、底側のスペース部材が等辺三角形に基づく場合に、実質的に三角形状の輪郭に従い、それによって効果的な力分配が生じる。チャンバは、底側のスペース部材３０、３０’、３０”に圧力負荷をかけ、天井側のスペースは引っ張り負荷を受け、ここではチャンバはハウジングフロント壁の上側に懸架されている。
【００６１】
底側のスペース部材３０の第１の結合セクション３１は、ここではビーム形状の領域３１であり（図５ｉを参照）、その領域は取り付けられた状態においてハウジングフロント壁２ａに接触し、かつ固定手段５１、５２、５１’、５２’によってハウジングフロント壁２ａに対して支承されている。第１の結合セクション３１は、互いに離隔しかつウェブ形状の結合セクション３５ｆによって結合された、円筒状の孔３４ａと３４ｂを備えた２つのセクションを有しており、それらの穴の円筒軸がプレート形状のスペース部材３０の主要平面に対して垂直に延びている。これらの穴３４ａと３４ｂは、図５ｂから５ｄに示されるように、中央のセクション３０を取り付けるために使用される。
【００６２】
図５ｂに示されるように、スペース部材３０、３０’、３０"は、ほぼ等辺三角形の輪郭を有するプレート形状の構成部品によって形成される。外側のウェブ形状のセクション３５ａ、３５ｅは、水平かつ三角形の底に配置されているウェブ形状のセクション３５ｆとそれぞれ鋭角、ここでは約４１°の同じ鋭角を形成する。ウェブ形状のセクション３５ａ、３５ｅがウェブ形状のセクション３５ｆと出合う点内に、互いに隣接して並ぶように、穴３３ａ、３３ｂを有するオーバル円筒形状のセクションと、円筒形状の穴３４ａ、３４ｂを有する円筒形状のセクションが配置されている。外側のウェブ形状のセクション３５ａ、３５ａは、それぞれオーバル円筒形状のセクションから始まって、鈍角を形成しながら等辺三角形の尖端へ連通しており、その場合にそこで尖端は第１の結合セクション３１によって示されており、それはそれぞれ円筒形状の穴３７ａ、３７ｂを有する２つの並べて配置された円筒状のセクションから形成される。他の２つのウェブ形状のセクション３５ｂ、３５ｄは、ウェブ形状のセクション３５ｆと約５７°の角度を形成する。スペース部材内の中央において、ウェブ形状のセクション３５ｃがウェブ形状のセクション３５ｆに対して垂直に垂直上方へ向かって延びており、かつｙ字状にフォークのように分かれることによって三角形の尖端へ連通し、かつ各部分フォークが尖端の円筒形状のセクションの１つに連通することによって、三角形の尖端に連通している。スペース部材３０は、このステイ構造によって、特に上からの圧力負荷に対する、高い機械的安定性、少ない重量及び熱流に対する高い熱抵抗を有し、その熱流は第１の結合セクション３１から始まってステイ３５ａ、３５ｂ、３５ｃ、３５ｄ、３５ｅを通って第２の結合セクション３２へと生じる。上述したステイは、比較的大きい長さと、熱流に対して横に見て小さい横断面を有し、それが熱流を最小化する。
【００６３】
図５ｉにおいてよくわかるように、スペース部材３０はその前側に切り欠き３６を有しており、その切り欠きは他の構成部品を収容するように、ここでは間隙２９内に配置されるシール１２を部分的に収容するように、形成されている。この切り欠きによって、上の段で挙げた横断面がさらに減少され、かつ熱抵抗が増大する。切り欠き３６の領域内に延びるウェブ形状のステイ３５ａ、３５ｂ、３５ｃ、３５ｄ、３５ｅは、それぞれスペース部材の、第１と第２の結合セクションを結合する、第３のセクションとも考えられる。
【００６４】
図５ｄは、図５ｂの中央に配置されたスペース部材のハウジング側の第１の結合セクション３１の横断面を斜視図で示しており、その場合に横断面はプレート形状のスペース部材の主要平面に対して垂直かつ図５ｂのラインＬ１に沿って延びている。外ねじを有する２つの金属ピン５１が、それぞれスペース部材の穴３４ａ、３４ｂ内へ延びるようにして、ハウジングフロント壁２ａの背側と溶接されている。第１の結合セクション３１をハウジングフロント壁２ａに対して押圧し、そのようにして結合を形成するために、ワッシャー５１ｂと金属ピン５１ａ上に螺合可能なナット５１がそれぞれの穴３４ａ、３４ｂに使用される。
【００６５】
底側のスペース部材３０、３０’、３０”の第２の結合セクション３２は、比較的幅狭のビーム形状の領域３２によって形成され（図５ｉを参照）、その領域は取り付けられた状態においてチャンバフロント壁３ａに接触し、かつ固定手段５３、５４によってチャンバフロント壁２ａに対して支承されている。第２の結合セクション３２は、２つの円筒形状の穴３７ａ、３７ｂを有しており（図５ｈを参照）、それらの円筒軸はプレート形状のスペース部材３０の主要平面に対して垂直に延びる。穴３７ａ、３７ｂｆは、図５ｃに示されるように、スペース部材３０、３０’、３０”をチャンバフロント壁３ａに取り付けるために使用される。穴３７ａと３７ｂの各々の中に、正確な嵌め合いの円筒形状の金属スリーブ５３ｂが支承されており、その長さはこの方向におけるスペース部材の高さに相当する。チャンバフロント壁３ａと溶接された、外ねじを有する金属ピン５３ａが、金属スリーブ内へ張り出す。ナットヘッド５３、５４がねじ５３ｃによって金属ピン５３ａと螺合されて、その場合に金属スリーブとスペース部材３０に対して押圧され、したがってスペース部材は金属スリーブによって負荷を除去される。
【００６６】
図５ｅは、図５ａの一部として、その図の左に示されるスペース部材３０’を示している。中央を離れて、すなわち側方に配置された底側のスペース部材３０’と３０"において、スペース部材３０’と３０”を水平の滑り移動を許容しながらハウジングフロント壁に固定するために、それぞれ第１の結合セクションに設けられた長穴が使用される。チャンバの上側におけるスペース部材４０、４０’も、それぞれ長穴によるこの種の滑り移動する固定を有している。長穴を用いた固定によって、チャンバがハウジングに「浮動固定」される。この種の支承によって、ハウジングにおける熱による長さ変化を補償し、もしくは熱による長さ変化によってもたらされる機械的応力を減少させることが、可能になる。ただ底側の中央に配置されたスペース部材３０のみは、滑り移動するように固定されず、熱による長さ変化が存在する場合でも、チャンバの位置決めを保証する。
【００６７】
図５ｆは、中央を離れて側方に配置された、図５ｅのスペース部材３０’のハウジング側の第１の結合セクションの横断面を斜視図で示しており、その場合に横断面はプレート形状のスペース部材の主要平面に対して垂直かつ図５ｅのラインＬ３に沿って延びている。２つの金属ピン５１’ａは、それぞれハウジングフロント壁２ａと溶接されており、かつ長穴３３ａ、３３ｂを通って張り出す。円筒形状のスライドスリーブ５１’ｂ、５２’ｂが金属ピン５１’ａ、５２'ｂを包囲し、かつディスク形状のスリーブヘッド内で終了しており、そのスリーブヘッドはナット５１’、５２’によって圧力を供給され、そのナットは金属ピン５１’ａ、５２’ａのねじ上に螺合されている。
【００６８】
図６ｂは、図６ａの一部として、その図の左に見えるスペース部材４０を示している。それは、第１の結合セクション４１を有し、それは、図６ｆと６ｇに見られるように、オーバル円筒形状のセクション４１として形成されており、それを通って長穴４３ａが延びている。このセクション４１は、取り付けられた位置においてハウジングフロント壁２ａに対して支承される。そのハウジングフロント壁が、この目的のためにそれと溶接された金属ピン５５ａを有しており（図６ｄを参照）、その金属ピンをスライドスリーブ５５ｂが包囲しており、そのスライドスリーブが長穴４３ａ内に圧入されており、それによってそこで金属ピン５５ａを有するハウジングセクションが、チャンバ壁３ａと結合されたスペース部材５４１に対して滑り移動することによって、可能な機械的締めつけが実施される。ナット５５は、金属ピン５６ａと螺合されており、かつ金属スリーブをハウジングフロント壁２ａに対して押圧し、それによってスペース部材４０がハウジングフロント壁２ａと金属スリーブ５５ｂの間で滑り移動することが可能になる。
【００６９】
図６ｃは、図６ｂのスペース部材４０のチャンバ側の第２の結合セクション４２、４３の横断面を斜視図で示しており、その場合に横断面はプレート形状のスペース部材の主要平面に対して垂直かつ図６ｂのラインＬ４に沿って延びている。「第２の結合セクション」と称されるセクション４２、４３がスペース部材４０をチャンバ壁３ａと結合する。結合セクション４２と４３は、図６ｆ、６ｇに示すように、スペース部材４０の円筒状のセクションであって、それを通してそれぞれ円筒状の穴４４ａ、４４ｂが延びている。これらの穴は、スペース部材４０をチャンバフロント壁３ａに固定するために用いられる。このチャンバフロント壁は、この目的のために、それと溶接された２つの金属ピン５６ａ、５７ａを有している。これらのピンの各々は、スペース部材４０の穴４４ａ、４４ｂ内へ延びている。各穴内へ金属スリーブ５６ｂ、５７ｂが圧入されており、それらがそれぞれ穴を画成する。それぞれ穴内へ延び、金属スリーブ上に載置され、かつ金属ピン５６ａ、５７ａの外ねじ５６ｃ、５７ｃと結合されているナット５６、５７によって、結合セクション４２、４３の各々が金属スリーブ５６ｂ、５７ｂとチャンバフロント壁２ａとの間に支承され、かつ、押圧力が金属スリーブによって吸収され、かつスペース部材の負荷が除かれるように、固定されている。
【００７０】
図６ｅは、図６ｂのスペース部材を上面図で示しており、それにおいて結合セクション４１、４２、４３の間のウェブ形状のセクション５４ａ、５４ｂ、４５ｃ、４５ｄに符号がつけられている。ウェブ４５ａが結合セクション４１を結合セクション４３と結合し、ウェブ４５ｂが結合セクション４１を結合セクション４２と結合し、ウェブ４５ｃが結合セクション４２を結合セクション４３と結合し、ウェブ４５ｄが結合セクション４２をウェブ４５ａと結合する。このようにして、軽量で、機械的に負荷をかけることのできる構造が形成され、その熱抵抗は、第１と第２の結合セクションの間の熱流方向に対して垂直にウェブ４５ａ、４５ｂの横断面が小さく、かつこれらのウェブの長さが比較的長いことにより、最大となる。図６ｃにおいてよく認識できるように、ウェブ４５ｃは、−スペース部材３０のウェブ３５ｆ（図５ｆ）とは異なり、該当するフロント壁シートと接触していない：図６ｃにおいて、ウェブは間隙によってチャンバフロント壁３ａから分離されている。スペース部材のセクション４２と４３は、それぞれそれ自体チャンバフロント壁に支承され、したがって図５ｆ内のビーム形状の領域３１とは異なり、２つの異なる結合セクションと見なされる。
【００７１】
チャンバフロント壁３ａの他の上方の角部に配置されているスペース部材４０’は、スペース部材４０と同様に形成されているが、それに対して鏡像状であり、かつ同じやり方でチャンバフロント壁３ａ及びハウジングフロント壁２ａと結合されている。
【００７２】
図７は、図１ａに示すインキュベータの側方の横断面の一部を示しており、その場合に横断面はインキュベータの側壁に対して平行に延びており、かつインキュベータの上方のフロント領域を示している。そこではハウジングドア４の上方の領域が、アウタードア４の閉鎖された位置において、部分的に示されており、その位置においてアウタードアのこの上方の領域はシールによってハウジングフロント壁２ａに添接している。チャンバ３はチャンバドア１０を有しており、それもここでは閉鎖されている。ハウジングフロント壁２ａとチャンバフロント壁３ａは、第１のシール１２によって互いに分離されており、そのシールはチャンバ開口部の回りを一周している。第１のシールは、シリコン泡から形成されている。アウタードア４は、第２のシール１４を備えた内側４ａを有しており、その第２のシールはアウタードアが閉鎖された状態において第１のシール１２に添接し、かつチャンバ開口部３ｚとハウジング開口部２ｚの回りを一周する。
【００７３】
この種の本発明に係る実験室温度調節装置は、アウタードアが閉鎖されている場合に、チャンバドアとハウジングドアの間に形成される間隙６０がハウジングと接触しない、という利点を提供する。これは、アウタードアが閉鎖された状態において、第２のシールは、第１のシールが隙間なしに接触することによって、間隙の側方を画成する、という理由に基づく。したがって間隙６０内に含まれる、チャンバによって加熱された空気混合気がハウジングの温度調節されない外壁と接触すること、及びそれに伴って間隙６０とハウジングとの間で滞留に基づいて熱が移送されることは、不可能である。
【００７４】
第１のシールは、ハウジングフロント壁２ａとチャンバフロント壁３ａの間の間隙２９を閉鎖する。間隙幅ｄは、ここではｄ１＝１４ｍｍである。方向ｄ１における第１のシール１２の幅は、１４ｍｍより少し大きい。というのは、ハウジングフロント壁２ａとチャンバフロント壁３ａの平面的なシート端部は、それぞれ対向する側から第１のシールの該当する溝内へ嵌入し、それによって第１のシールとハウジングフロント壁２ａ及びチャンバフロント壁３ａとの間に形状による結合が生じるからである。第１のシールの最小の厚みは、ここではｄ２＝３．０ｍｍである。上述した好ましい形態（間隙幅の方向における最大の熱流区間とこの方向に対して垂直の最小の熱伝導する横断面）によって、第１のシール１２の熱抵抗は最大になる。
【００７５】
第２のシールは、アウタードアの近傍に位置する、一周する第１のシール領域１４ａを有しており、それは、第１のシール領域と一体的に結合された第２のシール領域１４ｂよりも高い弾性係数を有しており、それは特により柔らかく、かつアウタードアの閉鎖された位置において第１のシールの近傍に位置し、かつそれと接触する。アウタードア４とハウジング２の間のより柔らかいシール領域１４ｂによって、アウタードアとハウジングの間の間隙がより良好に密閉され、さらにチャンバドアを閉鎖するために必要な力が減少されるので、ユーザーにとって操作が容易になる。第１のシール領域はシリコンを使用して形成されており、第２のシール領域１４ｂはシリコン泡を使用して形成されている。
【００７６】
アウタードア４とチャンバドア１０の間の、比較的冷たいハウジングフロント壁と接触しない、密閉された間隙によって、インキュベータのフロント領域を通る熱流が減少されて、チャンバと外界との間の熱的分離が、さらに改良される。
【００７７】
アウタードアは、加熱された内壁４ａを有している。この内壁は、アウタードアの外側の壁４ｂと直接接触することなしに、複数のスペース部材４ｃによってアウタードアの外側の壁４ｂに保持される。スペース部材４ｃは、好ましくは１５Ｗ／（ｍＫ）より小さい熱伝導率を有する材料から、特に高性能プラスチック、特にＰＰＳから形成されている。それによって周囲からのチャンバの熱的分離がさらに改良される。
【００７８】
ハウジングフロント壁の、チャンバフロント壁２ａの回りを一周する壁終端セクション２ａ’がハウジング開口部２ｚを形成し、チャンバフロント壁３ａがチャンバ開口部３ｚを一周するフランジを形成し、そのフランジはチャンバ開口部を一周する壁終端部分３ａ’内で終了している。ハウジングフロント壁の壁終端セクション２ａ’とチャンバフロント壁の壁終端セクション３ａ’は、それぞれ約２．０ｍｍの厚みを有しており、かつ互いに対向し、それによって間隙２９が形成される。第１のシール１２によって、もともとすでに薄い壁終端セクションが互いに結合される。ハウジングフロント壁の壁終端セクション２ａ’とチャンバフロント壁の壁終端セクション３ａ’は、ここではさらに同一の平面内に位置する。チャンバフロント壁の壁終端セクション３ａ’がシール１２内へ投入する熱は、壁厚が薄いことによって小さいので、熱伝達がさらに減少される。この形態によって、特にハウジングフロント壁の壁終端セクション２ａ’とチャンバフロント壁の壁終端セクション３ａ’の間の熱放射による熱伝達も最小化されて、チャンバとハウジングの間の熱的分離がさらに改良される。
【００７９】
ここに記述された、チャンバとハウジングの熱的分離の措置によって、驚くべきことに、本発明に係るインキュベータのエネルギ消費は、現在の世代のインキュベータに比較して約５０％低下させることができ、それが上述した措置の効率を明らかにしている。
【符号の説明】
【００８０】
１：実験室温度調節キャビネット
２：ハウジング、ハウジング壁
２ａ：ハウジングフロント壁
２ａ’：ハウジングフロント壁の壁終端セクション
２ｂ：ハウジングの背壁
２ｃ：ハウジングの側壁
２ｄ：ハウジングの上方の外側
２ｅ：ハウジング底壁
２ｚ：ハウジング開口部
３：チャンバ／チャンバ内部空間
３ａ：チャンバフロント壁
３ａ'：チャンバフロント壁の壁終端セクション
３ｂ：チャンバ背壁
３ｃ：チャンバの側壁
３ｄ：チャンバの天井壁
３ｅ：チャンバ底壁
３ｚ：チャンバ開口部
４：ハウジングドア／アウタードアの外側
４ａ：ハウジングドア／アウタードアの加熱された内側
４ｂ：ハウジングドア／アウタードアの外側の壁
４ｃ：スペース部材
５：ユーザーインターフェイス装置
６：グリップ  アウタードア
７：ロック装置
７ａ；ロック装置のハウジング側の保持セクション
７ｂ：ロック装置のハウジングドア側の保持セクション
８：ベース
９：継ぎ手
１０：チャンバドア；透明
１１：弾性的なシール
１２：弾性的なシール；第１のシール
１３：磁気的なハンドロック
１４：弾性的なシール；第２のシール
１４ａ：発泡されないシリコンからなる第１のシール
１４ｂ：シリコン泡からなるよりソフトなシール領域：第２のシール領域
１５：継ぎ手
１６：二重の外背壁
１７：背壁のグリップ
１８：温度閉ループ制御するための構成部品
１９；絶縁装置
１９ａ：絶縁装置のニードルフリース細片；一周する  チャンバ
１９ｂ：グラスウールからなる絶縁装置１９のＵ字状に屈曲された絶縁部材
１９ｃ：ＰＩＲ泡からなる絶縁装置１９の絶縁プレート
２０：アクセスポート
２０’：アクセスポート；スペース部材
２０ｈ：チャンバ背壁内のアクセスポートの開口部
２０’ｈ：チャンバ背壁内のアクセスポートの開口部
２０ａ：ねじリング
２０ｂ：ねじリング
２０ｃ：ねじリング
２１：アクセスポートの外側の端部；第１の結合セクション
２２：アクセスポートのフランジ；第２の結合セクション
２５：アクセスポートの栓
２９：間隙
３０：スペース部材
３０'：スペース部材
３０”：スペース部材
３１：第１の結合セクション
３２：第２の結合セクション
３３ａ：長穴
３３ｂ：長穴
３４ａ：円筒形状の穴
３４ｂ：円筒形状の穴
３５ａ：ウェブ形状のセクション
３５ｂ：ウェブ形状のセクション
３５ｃ：ウェブ形状のセクション
３５ｄ：ウェブ形状のセクション
３５ｅ：ウェブ形状のセクション
３５ｆ：ウェブ形状のセクション
３６：切り欠き
３７ａ：円筒形状の穴
３７ｂ：円筒形状の穴
４０：スペース部材
４０’：スペース部材
４１：第１の結合セクション
４２：第２の結合セクション
４３：第３の結合セクション
４３ａ：長穴
４４ａ：円筒形状の穴
４４ｂ：円筒形状の穴
４５ａ：ウェブ形状のセクション；ステイ；ウェブ
４５ｂ：ウェブ形状のセクション
４５ｃ：ウェブ形状のセクション
４５ｄ：ウェブ形状のセクション
５１：固定手段；ナット
５１’：固定手段；ナット
５１ａ：金属ピン
５１ａ'：金属ピン
５１ｂ：ワッシャー
５１'ｂ：円筒状のスライドスリーブ
５２：固定手段
５２'：固定手段；ナット
５２’ａ：金属ピン
５２'ｂ：円筒形状のスライドスリーブ
５３：固定手段；ナットヘッド
５３ａ：金属ピン
５３ｂ：金属スリーブ
５３ｃ：ねじ
５４：ナットヘッド
５５：ナット
５５ａ：金属ピン
５５ｂ：スライドスリーブ；金属スリーブ
５６：ナット
５６ａ：金属ピン
５６ｂ：金属スリーブ
５６ｃ：ねじ
５７：ナット
５７ａ：金属ピン
５７ｂ：金属スリーブ
５７ｃ：ねじ
６０：チャンバドアとハウジングドアの間の間隙
【図１ａ】
2021520216.tif 000004
【図１ｂ】
2021520216.tif 000005
【図１ｃ】
2021520216.tif 000006
【図２ａ】
2021520216.tif 000007
【図２ｂ】
2021520216.tif 000008
【図３ａ】
2021520216.tif 000009
【図３ｂ】
2021520216.tif 000010
【図４ａ】
2021520216.tif 000011
【図４ｂ】
2021520216.tif 000012
【図５ａ】
2021520216.tif 000013
【図５ｂ】
2021520216.tif 000014
【図５ｃ】
2021520216.tif 000015
【図５ｄ】
2021520216.tif 000016
【図５ｅ】
2021520216.tif 000017
【図５ｆ】
2021520216.tif 000018
【図５ｇ】
2021520216.tif 000019
【図５ｈ】
2021520216.tif 000020
【図５ｉ】
2021520216.tif 000021
【図６ａ】
2021520216.tif 000022
【図６ｂ】
2021520216.tif 000023
【図６ｃ】
2021520216.tif 000024
【図６ｄ】
2021520216.tif 000025
【図６ｅ】
2021520216.tif 000026
【図６ｆ】
2021520216.tif 000027
【図６ｇ】
2021520216.tif 000028
【図７】
2021520216.tif 000029
【国際調査報告】
2021520216.tif 000030
2021520216.tif 000031
2021520216.tif 000032
2021520216.tif 000033
2021520216.tif 000034